淡水資源是人類和其他生物生存不可或缺的基本資源。然而，隨著近年來世界人口的快速增長、工業的迅猛發展以及極端高溫事件的不斷增多，淡水資源緊缺的問題日益凸顯。通過太陽能淡化海水的策略展現出可持續，環保的優勢。近年來海綿，木質素和水凝膠等各種多孔材料被用于制備太陽能蒸發器。但是太陽能蒸發器的原材料成本昂貴，制造工藝復雜等方面因素一直限制其廣泛應用。因此，迫切需要一種易于制造、原材料成本低、對環境無害且具有高效和長期穩定性的太陽能蒸發器。
在此工作中，福州大學江獻財副教授研究團隊和武漢紡織大學葉德展研究團隊在《Chemical Engineering Journal》期刊發表名為“Facile preparation of sodium alginate/poly(vinyl alcohol)/graphite hybrid porous hydrogel for efficient solar desalination”的論文，在該研究中作者選用海藻酸鈉（SA），聚乙烯醇（PVA）和商用石墨為主要原料，通過簡單高效的發泡冷凍交聯法賦予太陽能蒸發器以豐富的孔隙結構，制備出具備良好生物相容性，彈性的和耐鹽的多孔水凝膠基太陽能蒸發器（SPG）。
圖 2不同樣品的照片和SEM圖像：（a、d和g）SPG1，（b、e和h）SPG2，（c、f和i）SPG3。
圖 6 在模擬1kW m-2太陽光下使用SPG在3.5 wt%鹽水中蒸發12 h期間的（a）質量變化和（b）蒸發速率。（c） SPG上表面的鹽顆粒溶解過程照片。SPG在不同濃度的鹽水（3.5、10和20 wt%）中的（d）質量變化和（e）蒸發速率。（f） 太陽能蒸發過程中SPG耐鹽性原理示意圖。
圖 8 （a）SPG用于室外海水淡化的裝置工作示意圖。（b）2023年7月5日室外溫度、光照強度和（c）脫鹽水收集的變化。（d）海水淡化前后東海海水中四種主要離子（Na+、K+、Mg2+和Ca2+）的濃度測量。模擬有機染料廢水凈化前后的吸光度變化：（e）MO和（f）MB。
總而言之，本工作通過一種簡單且可擴展的發泡冷凍交聯法，制備了一種具有豐富互連孔結構的生物質衍生多孔太陽能蒸發器SPG。SPG多維互連的孔結構顯著提高了蒸發器的持水能力，并緩解了由于鹽結晶而導致的孔堵塞問題。SPG蒸發器具有高效的水輸送速率和耐鹽結晶性。SPG蒸發器表現出較高的太陽蒸發速率和能量轉換效率。此外，即使在高濃度鹽水（20 wt%）下，SPG也保持2.66 kg m-2 h-1的高蒸發率。此外，SPG表現出較強的機械穩定性和耐久性。SPG具有高的太陽能蒸發能力、顯著的耐鹽性、優異的機械性能以及長期穩定性，使SPG在太陽能海水淡化領域中顯示出實際應用潛能。
原文鏈接：https://authors.elsevier.com/a/1iItI4x7R2gYQL
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