基于霍夫迈斯特效应构建的耐盐海绵水凝胶实现高效太阳能驱动卤水蒸发

本研究通过霍夫迈斯特效应（Hofmeister effect）设计了一种低成本耐盐海绵水凝胶（SPC），其分级多孔结构促进盐离子扩散/回流（diffusion/return），Cl?离子通过抑制结晶度增加中间水（IW）含量，使海水蒸发焓降至1537?J/g，蒸发速率达4.01?kg?m?2?h?1，超越纯水环境性能（3.82?kg?m?2?h?1），为高盐环境太阳能脱盐提供了新策略。

　　

Highlight部分翻译：

亮点

• 霍夫迈斯特效应驱动的海绵水凝胶（SPC）实现海水蒸发速率超越纯水

• Cl^?离子破坏氢键网络，将蒸发焓降至1537?J/g

• 分级多孔结构实现盐离子快速扩散/回流（diffusion/return）

• 超亲水/疏油特性赋予污水净化潜力

结论

本研究基于霍夫迈斯特效应（Hofmeister effect）开发了低成本耐盐海绵水凝胶（SPC）。其独特之处在于：宏观上，分级多孔结构（hierarchically porous structure）像"高速公路"般加速水分子输送和盐离子扩散；微观上，海水中的Cl^?离子如同"分子剪刀"，剪断PVA纳米纤维的氢键网络，使中间水（IW）含量提升至FW的1.06倍，形成低能耗的"水分子逃逸通道"。最终在3.5%盐度下创下4.01?kg?m^?2?h^?1的蒸发记录，且连续工作168小时无盐结晶。这种"离子调控-结构协同"策略为应对全球水危机提供了新思路。