基于CNT/PVA-PVA双层水凝胶的界面蒸发器，用于实现稳定的太阳能海水淡化和水净化

《Nanoscale》：CNT/PVA-PVA double-layer hydrogel interfacial evaporators for stable solar desalination and water purification

水凝胶基太阳能蒸发器通过双水凝胶结构（亲水PVA底层+疏水碳纳米管/PVA上层）协同作用，实现高效太阳能吸收（92.85%光热转换率）和快速海水蒸发（2.40 kg/m2·h）。其自清洁机制可53分钟内溶解盐结晶，同时有效降解有机污染物（如MO和RhB）。

　　

基于水凝胶的太阳能界面蒸发技术能够高效地将光热能量集中在固-液-气界面，从而实现有效的海水淡化，为全球淡水危机提供了一种有前景的解决方案，因此受到了广泛关注。然而，高蒸发速率受到其水传输能力和耐盐性的限制。本研究提出了一种具有润湿梯度双层结构的太阳能驱动水凝胶蒸发器（B-CPVA），该蒸发器上层为相对疏水层（碳纳米管-聚乙烯醇 B-CPVA），具有高效宽频太阳光吸收和高光热转换性能；下层为亲水层（PVA），有助于快速传输水分。通过调整上层中碳纳米管与 PVA 的比例，实现了稳定的太阳能热能转换和持续的高效水蒸发。在 1.0 倍太阳光照条件下，B-CPVA 蒸发器的蒸发速率为 2.40 kg m^?2 h^?1，效率达到 92.85%。此外，形成在 B-CPVA 表面的 NaCl 晶体可以在大约 53 分钟内完全溶解，通过自清洁机制实现有效的盐分去除。使用该蒸发器处理的有机溶液（MO 和 RhB）变得无色透明，紫外-可见光谱分析显示特征吸收带完全消失，证实了该材料出色的污染物净化能力，为太阳能淡化应用提供了高效解决方案。