太阳能驱动的海水蒸发通常是在浮动蒸发器上实现的，但其性能受到高蒸发焓、固体盐结晶和倾斜阳光导致的蒸发减少的严重限制。
近日，东华大学陈志钢教授报道了基于层次化PAN@CuS纳米纤维织物的制备和以向日葵为灵感的日光蒸发模型的设计。
文章要点
1）通过对含铜电纺织物进行原位硫化处理，研究人员制备了具有层次化结构的PAN@CuS织物，并在织物表面组装了大量的CuS纳米薄片，从而提高了织物的比表面积，并通过多次反射实现了有效的捕光效果。重要的是，暴露的S原子破坏了水/CuS界面上的氢键，导致层次化PAN@CuS织物上的水蒸发焓显著降低（从2406.17降至1956.32 kJ kg−1）。
2）在此基础上设计了日光蒸发模型。在该模型中，海水可以在两个光热织物表面蒸发，具有较大的比表面积和较高的蒸发速率（∼2.27 kg m−2 h−1，太阳强度1.0 kW m−2）。此外，倾斜的织物可以有效地转移和富集海水中的溶质，从而避免织物上的固体盐结晶。而可变的织物倾角可以在较宽的入射角度范围内（从−90 °到+90 °）实现对倾斜太阳光的最大捕获，这阻止了蒸发的减少，与浮动模型相比有了显著的改进，减少了83.9%。
层次化的PAN@CUS织物和日光蒸发模型促进了低焓蒸发器的发展，也为诸如如废水净化、溶质浓缩和工业分离等其他工业应用提供了指导。
参考文献
Zixiao Liu, et al, Hierarchical Photothermal Fabrics with Low Evaporation Enthalpy as Heliotropic Evaporators for Efficient, Continuous, Salt-Free Desalination, ACS Nano, 2021
DOI: 10.1021/acsnano.1c01900
https://doi.org/10.1021/acsnano.1c01900
