近日,浙江海洋大學??茖W院海水資源綠色高值利用研究團隊在化學領域Top期刊《Chinese Chemical Letters》發表題為“An overview of photothermal materials for solar-driven interfacial evaporation”的研究成果。海科學院高慧敏講師、徐興濤教授為該論文的共同通訊作者,碩士研究生方毅銘為該論文的第一作者。
淡水資源短缺是一項全球性的難題。為解決這一問題,各項海水淡化技術被廣泛研究,譬如反滲透、蒸餾法、多級閃蒸、電滲析法等,但是這些方法對能源的消耗十分巨大。近年來研究者提出太陽能驅動界面蒸發技術,即將光生熱量局域在材料表面,集中加熱少量的水以高效地促進海水蒸發。該技術利用太陽能這一充足的可再生清潔能源,對緩解水資源緊張和能源的可持續發展都具有重大意義?,F如今,太陽能驅動界面蒸發技術不斷發展,開發出了不少優異的光熱材料,但是對材料的多功能性以及耐久性缺乏系統的概述。在該研究成果中,研究團隊首先闡明了各類光熱材料的作用原理,以及耐鹽材料的結構設計思路。此外還討論了光熱材料在環境領域的其他應用,如水的消毒殺菌、重金屬去除、油水分離等;以及提升光熱材料耐磨、抗污損性能的策略,如使用防腐涂層或自修復表面(圖1)。最后,研究團隊對今后光熱材料的設計思路和發展方向提出了探討,研究成果有助于對未來高性能、多功能光熱材料的生產提供可行的解決方案。
圖1 (a)光熱材料的主要類型;(b)提升光熱材料耐鹽性的設計思路;
(c)光熱材料的多功能應用;(d)提升光熱材料耐鹽性的設計思路