水溶性挥发性有机化合物（VOCs）广泛存在于自然水循环中，污染潜在水源，造成意想不到的生态危害。然而，VOCs的净水技术耗能大，获取的水纯度不高。其根本的挑战是通过分离器区分水和VOC分子的运动。
基于此，得克萨斯大学奥斯汀分校余桂华教授，Hengyi Lu报道了提出了一种用于VOC管理和直接太阳能蒸馏净水的超吸水凝胶（SWEG）概念。SWEG是一种多功能太阳能蒸发器，可以将太阳能转化为热量，从VOCs水溶液中提取水分，并产生水蒸气。
文章要点
1）由高度水合的海藻酸盐组成的SWEGs具有超强交联聚合物网络(HPN)。水分子穿透HPN，并与海藻酸聚合物链形成氢键。SWEG可以在分子水平上抑制所有的水，这是SWEG区别于其他吸水凝胶的根本原因。
2）由于这种氢键在能量上比水和VOC分子之间的偶极-偶极相互作用更稳定，SWEG可以从VOC溶液中提取水，将VOCs与蒸发前沿隔绝，从而防止产生的水蒸气受到污染。
3）基于SWEG，研究人呢元通过太阳能蒸馏显示了高的挥发性有机物脱除率（苯酚和三氯乙烯分别超过99.0%和99.99%），在1个太阳（1 kW m−2）下的产水率为1.4 kg m−2 h−1。纯净水中VOCs残留量达到世界卫生组织(WHO)和美国环保局(EPA)推荐的健康饮用水标准。此外，与典型的膜式净水不同，基于SWEG的太阳能蒸馏器不需要真空、膜再生和电力供应。
这些特点表明，SWEG可以促进下一代太阳能净水技术的发展，克服与VOCs造成的水蒸气污染相关的根本挑战。
参考文献
Panpan Zhang, et al, Super Water-Extracting Gels for Solar-Powered Volatile Organic Compounds Management in Hydrological Cycle, Adv. Mater. 2022
DOI: 10.1002/adma.202110548
https://doi.org/10.1002/adma.202110548
