可调谐聚吡咯涂层纤维素气凝胶用于高性能太阳能水净化：孔隙率、光热转换与长期稳定性的协同机制

本综述创新性地利用废纸(WP)为原料，通过原位聚合法开发了聚吡咯(PPy)涂层纤维素气凝胶(WP@PPy)，实现了91.53%的太阳能蒸发效率。该系统展现出可调孔隙率、优异机械柔性和亲水性，在染料、重金属、油水混合物及真实海水净化中表现卓越，为低成本太阳能驱动水净化(SSG)技术提供了新策略。

　　

Section snippets

Materials

废纸(WP)主要成分为纤维素(40–44 wt%)、半纤维素(30–32 wt%)、木质素(25–32 wt%)及提取物(5 wt%)，经粉碎至0.5–1 mm后使用。六水合氯化铁(FeCl₃·6H₂O)、聚乙烯醇(PVA)及吡咯(Py)购自Sigma-Aldrich，其他试剂纯度≥99%。

Characterization and measurements

接触角测试通过...（此处因原文未提供详细描述，保留基础框架）

Aerogel surface morphology and textural characterization

图1展示吡咯(Py)负载前后气凝胶的表面形貌。原始WP气凝胶（图1a,b）呈现高度多孔的3D网络结构，具有相互连通的大孔通道。而经过原位聚合后的WP@PPy气凝胶（图1d,e）在保留多孔结构的同时，表面可见聚吡咯(PPy)的均匀涂层，形成类似"纳米绒毯"的光热活性层，显著增强光捕获能力。

Conclusions

本研究开发的新型WP@PPy气凝胶系统，凭借其独特的3D互联结构、PPy光热组分、可调孔隙特性及亲水表面，将能量转换效率从原始WP的47.83%提升至91.53%，在长达28小时的实际运行中保持稳定，为高效太阳能海水淡化和复杂废水处理提供了突破性解决方案。