王训AM: 纳米约束水分子通道通过团簇蒸发形式提高蒸汽产生速率
雨辰 雨辰 2020-09-16

太阳能驱动界面蒸发技术是有效生产淡水的一种很有前途的方法。然而,自然光照下的蒸汽量不足限制了其实际应用,并且基本的蒸发机理不足,难以合理设计蒸发器结构。

有鉴于此,清华大学王训教授等人,展示了疏水性纳米约束水分子通道(NCWMC),它可以降低水蒸发的蒸发焓,并在0.5阳光照射下达到创纪录的1.25 kg m-2 h-1的蒸汽产生速率。

本文要点

1设计了纳米约束水分子通道(NCWMC),以在较弱的光照下获得高产量的SVG。通过一锅溶剂热法合成了一维掺杂O的MoS2-x纳米片组装结构(1D-OMoSNSA)。在1D-OMoSNSA的结构中,在堆叠过程中形成的间隙有利于快速的水输运,,而超薄O-MoS2-x纳米片之间3.5 nm间距的NCWMC可通过促进水分子以团簇形式蒸发,从而降低了水蒸发焓。

2经过热损失管理后,该蒸发器在1个阳光下的SVG速率为2.50 kg m-2 h-1,能量效率为89.6%。此外,在较弱的自然光照射下(0.5个太阳光下),SVG速率可能达到1.25 kg m-2 h-1,超过了报道的最高值,并且与大多数报道的在1个太阳光下的蒸汽产量相当。

3分子动力学(MD)模拟表明,这种独特的性能可以归因于NCWMC系统中的团簇-蒸发过程。

总之,带有NCWMC系统的蒸发器可以使用这种环保策略有效地净化海水和废水样品。


参考文献:

Qichen Lu et al. Nanoconfined Water‐Molecule Channels for High‐Yield Solar Vapor Generation under Weaker Sunlight. Advanced Materials, 2020.

DOI: 10.1002/adma.202001544

https://doi.org/10.1002/adma.202001544


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催化;燃料电池;多孔炭材料;炭气凝胶;隔热

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