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研究内容

界面光蒸汽转化已被认为是一种具有成本效益且可持续的海水淡化技术。然而，转化性能仍然受到一些缺点的限制，如盐积累和机械稳定性差。

华侨大学付明来研究员和华侨大学、吉林建筑大学苑宝玲教授通过交联发泡聚合方法成功构建了具有良好机械稳定性和耐盐性的可扩展MoS2基多孔水凝胶（SMoS2-PH）。SMoS2-PH在1次阳光照射下的蒸发率高达3.297 kg·m-2·h-1，光热转换效率高达93.4%。同时，也可以在海水表面保持15天的高稳定光热性能。相关工作以“Enhanced Solar Evaporation Using a Scalable MoS2-Based Hydrogel for Highly Efficient Solar Desalination”为题发表在Angewandte Chemie International Edition上。

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研究要点

要点1.作者以亲水性聚丙烯酰胺为多孔水凝胶骨架，以商业化的低带隙MoS2材料为太阳能吸收材料，通过交联发泡聚合法成功制备了一种具有良好机械稳定性和耐盐性的海绵状MoS2基多孔水凝胶（SMoS2-PH）。

要点2.SMoS2-PH水凝胶凭借高孔隙率（92.63%），实现了在1日光照下3.297 kg m-2 h-1的高蒸发率，光热转换效率高达93.4%。

要点3.SMoS2-PH具有高稳定性的长期海水淡化效果，其中SMoS2-PH可以在海水表面保持15天的高稳定光热性能。

该研究提供了一种优异的耐盐性、高光热转换效率、易于规模化的制备方法和可用的商业MoS2使SMoS2-PH成为全面海水淡化的有前途的装置。

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研究图文

图1. 具有(a-c)低分辨率和(d-f)高分辨率的SMoS2-PH的SEM。

图2. (a) MoS2和SMoS2-PH从360到440 cm-1的拉曼光谱。(b) 不同接触时间的SMoS2-PH的接触角。(c) BH和SMoS2-PH的FTIR光谱。(d) SMoS2-PH的应变-应力曲线，最大应变为50%，循环1000次。SMoS2-PH和BH的UV-Vis-NIR光谱：（e）吸光度和（f）吸收比。

图3. (a) 1-太阳光照下纯水的质量变化和(b)蒸发率。(c) 1日光照下纯水、BH和SMoS2-PH表面随时间变化的温度。(d) SMoS2-PH在1日光照下不同时间后的红外图像。

图4. 太阳光照强度对SMoS2-PH的(a)质量变化、(b)蒸发速率和(c)表面温度的影响。SMoS2-PH厚度对（d）质量变化和（e）1日光照下纯水蒸发速率的影响。(f) SMoS2-PH的循环性能，蒸发时间为12小时。

图5. (a) 基于MoS2的太阳能蒸汽发生器的蒸发率比较。(b) 基于SMoS2-PH的太阳能蒸汽发生器在12小时盐水（25wt.%）脱盐过程中的照片。(c) SMoS2-PH表面盐溶解过程的照片。(d) SMoS2-PH蒸发器去除离子。

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文献详情

Enhanced Solar Evaporation Using a Scalable MoS2-Based Hydrogel for Highly Efficient Solar Desalination

Pan Liu, Yi-bo Hu, Xiao-Ying Li, Lei Xu, Chen Chen, Baoling Yuan,* Ming-Lai Fu*

Angew. Chem. Int. Ed.

DOI: 10.1002/anie.202208587

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作者简介

付明来，1972年出生，博士、研究员、博士生导师（环境工程专业）。2006年获中国科学院福建物质结构研究所物理化学博士学位，2007-2008年在德国Karlsruhe Institute of Technology纳米研究所从事纳米团簇等材料领域的博士后研究工作，2008-2010年在美国University of South Carolina化学与生物化学系从事构建有机无机杂化太阳能电池的研究工作，2010-2020年受聘中国科学院城市环境研究所工作，环境功能材料研究组组长，2020年6月起在华侨大学土木工程学院工作。主要涉及的领域为环境功能纳米材料在环境水污染治理中的应用研究以及固体废弃物的资源化利用研究。已培养硕博士生16名，已发表包括Angew. Chem. Int. Ed.，Applied Catalysis B: Environmental在内的SCI论文120余篇，总引用次数2600多次，H-index因子为29，获授权发明专利12项。现担任Elsevier旗下刊物Heliyon的编委，Journal of Colloid & Interface Science杂志Advisory Board Member, 国际水协会（IWA）饮用水中金属及相关物质特别组（Specialist Group Metals and Related Substances in Drinking Water）管理委员会的委员，是厦门金砖会议环境质量保障固体废物方面安全保障专家，先后主持和参加国家自然科学基金面上项目（主持4项）、国家高技术研究发展计划（863计划）子课题、福建省自然科学基金、国际科技合作、厦门市重大科技计划项目和企业委托的多项国家、地方和企业项目。2004年曾获福建省科技进步二等奖，2012年获厦门市杰出青年科技项目资助，2014年获厦门市第六批“双百计划”海外高层次人才资助，2015年获福建省科技进步三等奖，2016年获泉州市自然科学三等奖。2018年获福建省科技创新领军人才资助。

苑宝玲，博士，承志学者特聘教授，博士生导师。现任土木工程学院副院长，市政与环境工程研究所所长。主要从事饮用水水质安全保障的基础研究和应用技术开发，已先后主持了国家自然科学基金、教育部新世纪优秀人才基金等科研项目20余项，已在国内外期刊上发表研究论文80余篇（其中SCI收录论文21篇，总引用频次152次，单篇最高引用31次，EI收录论文20篇，），参编外文专著1本，出版中文专著2本，申请发明专利3项（其中授权2项），2005年入选福建省 “百千万人才工程”。2006年入选“福建省高等学校新世纪优秀人才支持计划”。2011年入选“教育部新世纪优秀人才计划”。并于2006年荣获“福建省科技进步二等奖”，2008年获得“福建省新长征突击手称号”。

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