具有垂直通道的聚吡咯-纤维素气凝胶的协同工程：用于耐盐太阳能蒸发和多污染物水净化

《Nanoscale》：Synergistic engineering of polypyrrole-cellulose aerogels with vertical channels for salt-resistant solar evaporation and multipollutant water purification

复合气凝胶太阳能蒸发器高效抗盐及多污染物去除研究。通过原位聚合制备CNF/PVA/PEI@polypyrrole气凝胶，具有93%光吸收率和1.85kg/m2·h蒸发速率，在20%高盐度溶液中仍保持1.50kg/m2·h蒸发效率，并有效去除重金属和有机污染物。

　　

界面太阳能蒸汽生成（ISSG）提供了一种可持续且低碳的途径，用于缓解全球淡水短缺问题。然而，传统蒸发器的广泛应用受到高成本、低效率、盐结晶以及重金属污染等问题的限制。为了克服这些挑战，我们开发了一种复合气凝胶，命名为CNF/PVA/PEI@polypyrrole（CPP）。这种材料的制备过程首先是使用纤维素纳米纤维（CNF）、聚乙烯醇（PVA）和聚乙烯亚胺（PEI）构建气凝胶基底，随后进行聚吡咯的“原位”聚合。所得到的CPP气凝胶具有丰富的亲水基团、垂直排列的通道以及层次化的多孔结构，使其具备优异的压缩性能、93.0%的高光吸收率以及高效的光热转换能力。在1太阳辐照强度下，该蒸发器的蒸发速率为1.85 kg m^?2 h^?1。此外，它还表现出出色的耐盐性能，在20 wt%的高盐度盐水中仍能保持1.50 kg m^?2 h^?1的蒸发速率。CPP气凝胶还能有效去除海水中的离子，并净化受重金属和有机污染物污染的废水。这项工作为设计高性能太阳能蒸发器提供了新的策略，其在海水淡化及复杂废水处理领域具有广阔的应用前景。