太阳能水净化技术是利用绿色太阳能进行水处理的一种有效和可持续的技术。实际应用的一个主要目标是通过设计新型光热材料来提高太阳能蒸发性能，优化热定位和水运输途径，以实现降低水蒸发能耗。近年来，一些新兴材料如聚合物、金属-有机框架(MOFs)、共价有机框架(COFs)以及单分子材料被用于构建新型太阳能蒸发系统。

近日，维也纳大学Changxia Li，柏林工业大学Arne Thomas对水净化系统材料开发的最新进展进行了综述。此外，还总结了这些新兴材料在太阳能驱动的水处理方面的最新应用，包括海水淡化、废水净化、杀菌和能源生产。

文章要点

1）聚合物材料似乎是目前最有前途的材料，因为它们具有最高的产水率、良好的机械和化学稳定性和可扩展性，以及相对较低的成本。MOFs和COFs目前比较落后，但它们的高表面积、可调节的孔径和功能使它们在未来的SVG系统中仍然非常有前途。此外，最近已经开发出非常稳定的MOFs和COFs，至少在一定范围内MOF的可伸缩性问题已经得到解决。最后，SVG的小分子可以为良好的光热转换量身定制，而且易于加工对某些应用是一个优势。然而，它们缺乏孔隙，因此必须与其他材料和支撑复合。

2）为了达到较高的SVG性能，太阳能蒸发器的结构必须在几个长度尺度上进行调整，以增强太阳能吸收和热限制，有效供水，扩大蒸发面，并降低能耗。在三维多孔蒸发器中，研究了孔道尺寸和孔道之间的连通性，以改善其供水量。作者探讨了太阳能蒸发器中水与亲水组分之间的相互作用，以降低蒸发能耗。引入了一些功能体系，如离子聚合物和木质基板，以防止太阳蒸馏过程中盐的积累。

3）对于大规模应用，必须考虑成本、可伸缩性和持久性。迄今为止，上述蒸发速率仅在实验室尺度上测量，大多数蒸发器面积只有几平方厘米。尽管如此，特别是在弱辐照下的产水率，对于大规模的实际应用来说仍然太低。此外，所应用化合物的化学稳定性、机械强度、无毒以及低环境影响等也需要进一步重视。这一领域的大量工作有望在未来开发出高效和实用的SVG系统。

参考文献

Sijia Cao, Arne Thomas and Changxia Li, Emerging Materials for Interfacial Solar-Driven Water Purification, Angew. Chem. Int. Ed. 2022, e202214391

DOI: 10.1002/anie.202214391

https://doi.org/10.1002/anie.202214391