AFM | 文献前沿 | 分离式耐盐蒸发器实现海水淡化和锂盐选择性吸收

【研究背景】

太阳能驱动的盐水界面蒸发（SIE）可以解决淡水短缺问题，但会受到盐污染。同时，吸附可以从盐水中提取有价值的锂（Li），但受到低吸附容量/速率、额外能量输入和低选择性等的阻碍。

基于此，该文报道了分离式太阳能蒸发器，同时有效地收集淡水和通过SIE对盐水进行Li+选择性吸附。蒸发器由倾斜的n形H2TiO3改性织物和其上的光热材料组成。目前，该文以“Simultaneous Fresh Water Collection and Li+ Selective Adsorption Enabled by A Salt-Resistant Separated Solar Evaporator”为题在《Advanced Functional Materials》（JCR：Q1，Top，IF2022=19）上发表。该文通讯作者为中国科学院兰州化学物理研究所张俊平教授。

【文章解读】

1. 超亲水织物将盐水输送到光热片上，并为Li+的吸附提供了丰富的位点。光热片通过显著提高织物的温度来促进SIE并增强对Li+的吸附。

2. 通过蒸发器实现了同时的淡水收集和Li+选择性吸附。在1 kW m−2光照下，蒸发器对20 wt%的盐水显示出长期稳定的蒸发速率（1.51 kg m−2 h−1）、高的Li+吸附容量（20.09 mg g−1），与真实盐水相比具有良好的Li+吸收选择性和良好的循环稳定性。

3. 蒸发器在从海水中有效提取淡水和Li+方面具有巨大的应用潜力，在实际室外条件下的大型SIE装置证明了这一点。

图1. 蒸发器同时收集淡水和选择性吸附Li+的示意图。

图2. 选择性光热织物基蒸发器的制备。

图3. 户外海水淡化和提锂测试。

【文章总结】

该文提出在SIE过程中将淡水收集与Li+吸附相结合，以充分利用太阳能实现它们的互补。制备了由倾斜的n形HTO改性织物其上的光热片Cu-MOF/PDA/ATP@Al用于同时有效地收集淡水和通过SIE对盐水的Li+选择性吸附。盐水SIE过程中的光热效应促进了Li+的吸附，而无需额外的能量输入。同时，SIE过程中的Li+吸附为SIE在现实世界中收集淡水提供了一种高附加值的方法。因此，由于织物的盐水传输和光热片的光热效应以及高Li+吸附能力/选择性匹配良好，蒸发器对浓盐水显示出长期稳定的蒸发速率、高Li+吸收能力、与真实盐水的良好Li+吸附选择性和良好的循环稳定性。需要注意的是，为了促进SIE的实际应用，还需要进一步提高集水率和Li+吸附性能（容量、速率和选择性）。我们相信，这项研究为通过盐水的SIE同时提取淡水和珍贵的Li+提供了一种可持续且高价值的方法。

【文献来源】

K. Chen, L. Li, B. Li, Y. Yang, K. Zhu, J. Zhang, Simultaneous Fresh Water Collection and Li+ Selective Adsorption Enabled by A Salt-Resistant Separated Solar Evaporator. Adv. Funct. Mater. 2024, 2402221. https://doi.org/10.1002/adfm.202402221

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