四川
本期分享发表在
Separation and Purification Technology杂志上题目为“Bionic solar driven interface evaporation aerogels inspired by mushroom surface textures with high salt collection and desalination capacity”的研究文章。
Part 1 文章简介
太阳能驱动的界面蒸发技术因其低成本、高可持续性和简单的构造而逐渐成为一种充满希望的解决方案，并引起了广泛的研究兴趣。在处理盐溶液时，随着界面上溶液的持续蒸发，溶液中的盐会在蒸发界面处积聚，阻碍光的吸收和水蒸气的释放。为了在表面获得良好的集盐和脱盐能力，设计了条纹结构来调控和收集盐的结晶。本研究利用三维模板法，以羧化多壁碳纳米管（MWCNTs-COOH）、聚乙烯醇（PVA）和海藻酸钠（SA）为主要成分，制备了具有蘑菇状表面条纹的仿生气凝胶。这些条纹不仅有效地扩大了蒸发面积，从而提高了光吸收能力，而且还调节了盐的结晶性能。制备的仿生气凝胶兼具优异的光吸收性和机械强度，在不同太阳强度下均能达到1.64 kg m−2h−1的优异蒸发速率，在标准太阳辐照下太阳能利用率高达84.18%。我们使用真实海水进行了海水淡化实验，收盐率达到了0.089 kg m−2h−1。在多种废水净化实验中，仿生气凝胶均表现出优异的净化效果，在处理海水时，由于条纹结构引起的马兰戈尼效应，盐分首先在表面条纹上结晶，使光热层中间区域保持洁净，是处理各类含盐废水，达到海水淡化效果的理想选择。
Part 2 主要图表
图1是BLA蒸发器的制造工艺。
图2是(a) BLA变形试验；(b) BLA与CA实物对比；(c) 蘑菇纹理仿生表面形貌；(d-e) 侧面SEM像；(f-h) BLA上表面SEM像。
图3是(a) 气凝胶的 FT-IR 光谱；(b) BLA 的紫外吸收光谱；(c) 0、10、20 和 30 分钟时 BLA 和 CA 的红外图像；(d) BLA 和 CA 的表面温度变化；(e) BLA 的接触角测试；(f) 蒸发器的水输送测试。
图4是（a）室内模拟蒸发系统；（b）CA与BLA蒸发性能对比；（c）高度对太阳能蒸发器蒸发速率的影响；（d）蒸发速率与效率对比；（e）不同光照强度下BLA蒸发速率；（f）BLA蒸发器循环稳定性测试。
图5是(a)室外蒸发收集装置示意图；(b)海水淡化前后离子浓度对比；(c)金属废水净化后离子浓度变化；(d)染料废水与纯水吸光度对比；(e)净化后酸碱溶液pH值变化；(f)室外蒸发试验。
图6是（a）BLA蒸发器在不同NaCl浓度的海水和盐水中的蒸发速率；（b）CA蒸发器在不同NaCl浓度的海水和盐水中的蒸发速率；（c）纯水和BLA中水的DSC测量；（d）条纹结构的Marangoni效应示意图；（e）条纹结构顶部和底部的实时温度；（f）不同风速下BLA的蒸发速率；（g）连续蒸发试验过程中BLA表面盐结晶情况。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.seppur.2025.133826
引用：Yang, Lixuan, et al. "Bionic solar driven interface evaporation aerogels inspired by mushroom surface textures with high salt collection and desalination capacity." Separation and Purification Technology (2025): 133826.
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