從自然可持續(xù)性的角度出發(fā)，制備一種導(dǎo)電和磁性的碳?xì)饽z
太陽能驅(qū)動(dòng)的界面蒸發(fā)（SIE）是一種很有前途的獲取潔凈水的方法，但在海水中存在嚴(yán)重的鹽垢和長期性能差的問題。本文，中科院蘭州化物所張俊平研究員團(tuán)隊(duì)在《ACS Appl. Mater. Interfaces》期刊發(fā)表名為“Electrically Conductive Carbon Aerogels with High Salt-Resistance for Efficient Solar-Driven Interfacial Evaporation”的論文，研究從自然可持續(xù)的角度報(bào)道了一種高性能的抗鹽SIE系統(tǒng)。以廢紙為原料，對Fe3O4改性纖維素進(jìn)行炭化制備導(dǎo)電和磁性的碳氣凝膠，利用O2活化其外表面，形成Janus超親水/超疏水結(jié)構(gòu)。
氣凝膠具有大孔骨架的超親水性外表面可確保超快速且充足的水供應(yīng)和鹽分?jǐn)U散，而超疏水性內(nèi)部則是阻礙水/鹽滲透的絕熱體。得益于高的太陽能吸收率（?97％），低的熱導(dǎo)率，獨(dú)特的Janus結(jié)構(gòu)以及光熱/電熱效應(yīng)，氣凝膠在模擬海水中表現(xiàn)出高蒸發(fā)率（2.1 kg m?–2?h?–1）。氣凝膠具有以下卓越的長期防鹽性能：
（i）即使在10 wt％的NaCl溶液中，在模擬海水中連續(xù)蒸發(fā)> 20 d也不會(huì)降解，
（ii）在不補(bǔ)充海水的情況下連續(xù)蒸發(fā)> 50 h。
此外，氣凝膠可以從復(fù)雜的廢水中完全去除重金屬離子，可溶性有機(jī)物和油。這項(xiàng)研究為通過海水和復(fù)雜廢水的SIE獲得清潔水提供了另一種方法。
總之，從自然可持續(xù)性的角度出發(fā)，制備了一種導(dǎo)電和磁性的碳?xì)饽z，用于高性能耐鹽SIE和水凈化。碳?xì)饽z顯示出高度多孔的結(jié)構(gòu)，低密度，出色的機(jī)械性能，高的太陽吸收率，低的熱導(dǎo)率，獨(dú)特的Janus結(jié)構(gòu)以及光熱/電熱效應(yīng)。因此，氣凝膠提供了一種通過海水和復(fù)雜廢水的SIE獲得清潔水的替代方法。該研究為設(shè)計(jì)用于實(shí)際脫鹽和水凈化的高級太陽能蒸發(fā)器提供了新途徑。
