光热材料对于多种加热应用至关重要，但是由于难以同时提高光吸收率和抑制热量损失，实现高能量转换效率仍然是一项巨大的挑战。
有鉴于此，新加坡南洋理工大学凌兴义教授和电子科技大学Alexander Govorov教授等人，展示了一种沸石咪唑化物骨架分离的石墨烯（G@ZIF）纳米复合材料，该复合物利用超薄的隔热ZIF层和G@ZIF界面纳米腔来协同增强光吸收和热限域。
本文要点
1）开发了一种金属-有机框架(MOF)隔离的石墨烯光热收集器，在一个太阳照射下实现98%的太阳能-热转换效率和96%的太阳能-蒸汽生成效率。策略着重于通过用超薄（≈177nm）和绝缘的沸石咪唑酸酯骨架（ZIF）层（G@ZIF）封装光热二维石墨烯纳米片来提高吸光度并抑制热量浪费。重要的是，设计利用了ZIF纳米孔，允许小目标分子向加热的石墨烯表面传输，以用于实际应用。
2）在人工阳光照射下（≈1kW m−2），G@ZIF薄膜在开放环境中的最高温度为120°C，太阳能-热转换效率为98%。重要的是，多孔ZIF层允许小分子/介质进入并进入嵌入式热石墨烯表面，以在实际应用中进行定向传热。
3）作为概念验证，基于G@ZIF的蒸汽发生器实现了96％的光能到蒸汽的能量转换，以及近乎完美的脱盐和水净化效率（> 99.9％）。该设计是通用的，可以扩展到其他光热系统中，以用于高级太阳热应用，包括催化，水处理，灭菌等领域。
参考文献：
Xuemei Han et al. Intensifying Heat Using MOF‐Isolated Graphene for Solar‐Driven Seawater Desalination at 98% Solar‐to‐Thermal Efficiency. Advanced Functional Materials, 2021.
DOI: 10.1002/adfm.202008904
https://doi.org/10.1002/adfm.202008904
