太阳光-水蒸气蒸发系统因具有高的光热转换效率和推广实用性,成为近年来光热转换技术领域的研究热点。光吸收体作为该系统的核心工作组件,其结构、性能直接决定了其工作效率。目前对于光吸收体的结构和性能要求主要有便利的水传输通道、宽泛高效的光吸收、良好的水润湿性和隔热性等。生物质碳化稻壳由于具有高的活性碳含量、宽泛的光吸收、良好的亲水性、可再生性以及丰富的储量,在太阳光-水蒸发技术展现出极大的应用前景,但由于其本征的粉末形态和无定型炭成分,在进行太阳光-水蒸发时也存在水传输通道不足和光热转换效率低等问题;同时,将碳化稻壳作为光吸收体进行太阳光-水蒸气转换时,整个系统的影响因素和光热转换机理等科学问题也有待深入研究。为此,本论文旨在开发新型的碳化稻壳基光吸收体,首先设计构筑具有连续三维多孔结构的碳化稻壳泡沫,利用多孔结构解决水传输通道不足的问题;并在此基础上,通过引入Au-NPs和生长石墨化碳结构,增强光热转换效率;同时对碳化稻壳泡沫基光吸收体的孔结构和水润湿性进行调节,研究其对太阳光水蒸发性能的影响机制。并对多孔结构中射线传播路径以及光热响应有效光波范围进行研究,分析影响光吸收体光吸收性能的关键因素和光热转换机理。具体研究内容及结论如下:（1）以碳化稻壳作为主体光热试剂,采用原位发泡复合凝胶注模技术制备具有发达微米孔结构的碳化稻壳泡沫（CRF）光吸收体;研究CRF孔结构、光吸收性能、水润湿性与光热转换性能的关系;并建立多孔结构模型,采用COMSOL软件模拟模型中射线传播路径,揭示影响光吸收体光透过率和反射率的关键因素。同时对光热转换过程的有效光波段范围进行分析,阐明光热转换机理。结果表明:制备的碳化稻壳泡沫具有发达的三维微米孔结构、高的光吸收率、良好的亲水性以及～71%的太阳光-水蒸发效率,其光热响应有效光波段范围从可见光延伸到红外光区,光热转换机制是基于碳化稻壳吸收太阳光后产生的晶格振动;射线模拟结果表明,孔层数的增加可有效降低光吸收体的光透过率,材料本征光反射系数的降低则可同时优化光透过率和光反射率。（2）在碳化稻壳泡沫制备过程中,以泡沫液膜为载体将Au-NPs均匀分散到泡沫骨架制备金纳米粒子复合碳化稻壳泡沫（CRF/Au-NPs）光吸收体;研究Au-NPs的引入对材料孔结构、光吸收以及光热转换性能的影响。并通过光热响应有效光波范围研究,分析Au-NPs引入后光吸收体的光热增强机制。结果表明:Au-NPs以离散纳米点形式均匀分散在CRF/Au-NPs泡沫体骨架,其引入可同时增强光吸收体的光吸收性能和光热水蒸发性能,水蒸发效率最高可达到～88%;光热响应有效光波范围研究则表明,CRF/Au-NPs体系光热增强机制主要源于Au-NPs在可见光作用下的表面等离子体光热响应。（3）从稻壳生物质入手,在稻壳泡沫中引入过渡金属催化剂前驱体,在高温碳化过程中,利用催化剂对有机碳进行催化原位形成石墨化碳结构,制备石墨化碳修饰碳化稻壳泡沫（GC/CRHF）光吸收体;探究石墨化碳的生成对材料结构、光吸收性能以及太阳光-水蒸发性能的影响。并通过光热响应有效光波范围研究,分析石墨化碳生成后光吸收体的光热增强机制。结果表明:催化剂Ni对稻壳生物质碳的高温催化作用可使GC/CRHF中原位形成大量石墨化碳结构,其结构形态受气氛条件影响,N₂气氛下主要形成由纳米Ni核和石墨化碳层壳构成的双层纳米球结构,富碳源气氛下则可形成一维碳纳米管;石墨化碳的形成有助于提高光吸收体的石墨化程度、光吸收性能和光热转换性能,制备的GC/CRHF光吸收体太阳光水蒸发效率最高可达～67%;光热响应有效光波范围研究结果则显示,石墨化碳的形成可增强稻壳碳吸收太阳光后的晶格振动,从而增强光热转换。（4）分别采用KOH化学活化及氟硅烷表面疏水处理等方法调节GC/CRHF光吸收体的孔结构和水润湿性,以期利用纳米孔增大水蒸发面,并通过润湿性调节协调光吸收体光、热管理和水输运能力的平衡关系,研究这些因素对材料光热转换性能影响机制。研究结果表明:KOH活化技术可使泡沫体基体中形成大量纳米孔结构,实现对光吸收体原有孔结构的调节,形成由微米孔、介孔以及微孔共存的分层级多孔结构;纳米孔的形成虽可丰富水蒸发位点,但也会增大水的吸附量,增加热量-水传递过程负担,不能有效促进光热水蒸发效率提升;氟硅烷表面处理可有效调节光吸收体的界面润湿性,吸收体-水界面润湿过程由缓慢润湿逐渐发展为不润湿的极疏水状态;动态润湿过程与光热水蒸发性能研究表明,合适的水润湿性既能有效管理光能和热量,也可保证水的传输,有助于提升光热水蒸发效率,而极亲水和极疏水状态则会导致光、热损失以及水输运受阻,使水蒸发效率降低。