【摘 要】
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太阳能水蒸发在低能耗淡水生产中具有重要作用,对人类健康和经济发展都是必不可少的。近年来,太阳能驱动的界面水蒸发被认为是一种新兴的替代传统水蒸发的方法,因具有较高的太阳能转换效率和改革性的工业潜力而受到广泛的研究关注。光热转换材料是太阳能水蒸发系统的关键,本文利用ⅣA族中碳、锗元素的纳米颗粒作为光热转换材料构筑用于获取淡水的太阳能水蒸发器。论文的主要内容和结果如下:（1）以石墨烯纳米片为光热转换材料
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太阳能水蒸发在低能耗淡水生产中具有重要作用,对人类健康和经济发展都是必不可少的。近年来,太阳能驱动的界面水蒸发被认为是一种新兴的替代传统水蒸发的方法,因具有较高的太阳能转换效率和改革性的工业潜力而受到广泛的研究关注。光热转换材料是太阳能水蒸发系统的关键,本文利用ⅣA族中碳、锗元素的纳米颗粒作为光热转换材料构筑用于获取淡水的太阳能水蒸发器。论文的主要内容和结果如下:（1）以石墨烯纳米片为光热转换材料,通过涂覆的方法将其负载在κ-角叉菜聚糖水凝胶表面,成功地制备了基于石墨烯纳米片的太阳能水蒸发器。石墨烯纳米片具有比表面积大,机械强度高,吸附能力强和太阳光吸收率高等特点（86.66%）,是一种良好的光热转换材料。当石墨烯纳米片的涂覆量达到4 mg·cm-2时,蒸发器在一个太阳照射下的蒸发速率高达1.65 kg·m-2·h-1。该蒸发器能够有效地进行海水淡化和污水净化,并具有一定的抗盐能力。（2）以氧化石墨烯纳米片为光热转换材料,通过与聚乙烯醇相结合,构筑了一种具有高蒸发稳定性、高蒸发效率和优异抗盐性能的太阳能水蒸发器。在光照过程中,该蒸发器中氧化石墨烯纳米片会发生部分光还原,部分还原氧化石墨烯对太阳光谱的吸收可以达到92.97%,在一定程度上增强了蒸发器的蒸发效率,形成氧化石墨烯与部分还原氧化石墨烯共混的自我增强型蒸发器。基于部分还原氧化石墨烯纳米片的太阳能水蒸发器在一个太阳照射下可达到3.24 kg·m-2·h-1的高蒸发速率和99.98%的能量效率。该蒸发器在海水、污水中表现出高效的脱盐和净化性能,并具有优异的抗盐能力。（3）以锗纳米颗粒为光热转换材料,通过涂覆的方法将其负载在κ-角叉菜聚糖水凝胶表面,成功地制备了基于锗纳米颗粒的太阳能水蒸发器。锗对太阳光谱的吸收率可达92.33%,是一种优异的光热转换材料。凭借锗纳米颗粒优异的光热转换性能和κ-角叉菜聚糖水凝胶的亲水性及微孔水传输通道,该蒸发器在一个太阳光照下达到2.88kg·m-2·h-1的高蒸发速率和82.65%的能量效率。基于锗纳米颗粒的太阳能水蒸发器在海水和污水中表现出良好的净化性能,同时展现出优异的抗盐能力。
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