东华大学纳米纤维课题组的季东晓研究员在Science China Materials上发表研究论文：分级多孔碳纳米纤维用于高效太阳能驱动水净化

直译我们这篇文章的摘要：

碳材料通常用于太阳能水蒸发, 因为它们可以吸收宽带光并有效地产生热量. 然而, 具有光滑表面的传统碳材料受到大约10%的中等反射的限制, 损失了反射能量. 在此, 我们提出了一种多界面策略, 以提高碳纳米纤维(CNFs)的固有光吸收, 从而实现更高效的太阳能驱动水净化. 通过简单的牺牲模板方法, 在CNFs中引入分级孔来构建多个界面得到高表面粗糙度碳纳米纤维(HPCNFs). 由于高表面粗糙度和源自分级孔的丰富内部空气介电界面, HPCNFs在宽带光(300–2500 nm)吸收显著改善, 高达97.62%, 这使得在1个太阳光照下的太阳光转换为蒸汽的效率达到96.13%, 蒸发率高达1.78 kg m−2 h−1, 超过了大多数相关的纯碳材料. 当用于太阳能水蒸发脱盐时, HPCNF膜表现出对离子的高度排斥(< 0.05 mg L−1盐离子), 并以每天11.18 kg m−2的速率从湖中产生淡水, 足以满足4–5个人的日常需求. 这项工作为高效碳基太阳能水蒸发材料的设计提供了一种简便策略.

图1 碳纳米纤维粗糙度调控

图2 湖水去离子和淡水生产性能