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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，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.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个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

第一作者信息

刘攀，硕士研究生，现就读于华侨大学土木工程学院，研究方向为金属硫化物在光热海水淡化中的应用研究。目前已在Desalination和Angewandte Chemie International Edition期刊上发表论文2篇。

邮箱：1439976039@qq.com

通讯作者信息

付明来，博士、研究员、博士生导师。主要研究领域为环境功能纳米材料在环境水污染治理中的应用以及固体废弃物的资源化利用。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130余篇，总引用次数3900多次，H-index因子为37，获授权发明专利16项。现担任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）子课题等多项国家、地方和企业项目。曾获福建省科技进步二等奖2项，三等奖1项，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。2018年获福建省科技创新领军人才资助。

邮箱：mlfu@iue.ac.cn; mlfu@hqu.edu.cn

苑宝玲，博士，国家级高层次人才，特聘教授，博士生导师。主要从事饮用水水质安全保障和水环境污染控制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30余项。主持国家自然科学基金4项，省部级产学合作重大项目，省国际合作重点项目、省市各类项目和企业委托项目等80余项，获省市科技进步二等奖5项，三等奖2项。已在国内外期刊上发表研究论文200篇，申请专利50余项，授权发明专利16项，出版中英文著作4本，主/参编地方标准/导则/指南4项。

邮箱：yuanbl@hotmail.com

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