编辑推荐：
为解决海水淡化高能耗、设备庞大及传统技术能源短缺问题，研究人员开展基于银 - 碳核壳纳米颗粒（Ag - C NPs）和组织废料的双层膜界面太阳能蒸汽发生（ISSG）研究。制备的 Ag - C@BC 膜蒸发通量达 1.42 kg m?2 h?1 ，效率 97.4%，为海水淡化提供新途径。
随着社会发展和工业进步，石油能源过度使用导致水资源短缺和环境污染。地球上海水储量丰富，但传统海水淡化技术，如反渗透（RO）、多效蒸馏（MED）、膜蒸馏（MD）和多级闪蒸（MSF）等，存在高能耗和设备庞大的问题，限制了其在贫困国家的应用。同时，传统水净化和淡化策略能源不足，因此利用可再生能源进行低成本海水淡化成为研究热点。太阳能作为最丰富、清洁和环保的能源，是海水淡化的理想选择，其中界面太阳能蒸汽发生（ISSG）技术备受关注。然而，该技术存在日光功率不稳定、能量损失高的问题，科学家们致力于通过优化光吸收材料和结构来提升其性能。在此背景下，相关研究人员开展了关于基于银 - 碳核壳纳米颗粒和组织废料的可持续双层膜用于高效界面太阳能蒸汽发生的研究，该研究成果发表在《Desalination》上，为海水淡化领域带来了新的突破。
研究人员主要采用了以下关键技术方法：首先，通过在惰性气氛中热解组织纸（TP）制备生物炭（BC），作为银 - 碳（Ag - C）核壳纳米球生长的支撑材料，防止其团聚；其次，以葡萄糖为还原剂制备 Ag - C 核壳纳米颗粒，并在合成过程中加入 BC；最后，将制备的 Ag - C@BC 纳米复合材料修饰在压缩的组织纸圆盘（TD）上进行性能测试。
材料的制备与设计
研究人员从商业渠道获取化学试剂，无需进一步纯化。通过简单、绿色且廉价的方法，在惰性气氛中对 TP 进行热解，得到黑色的 BC，将其作为 Ag - C 核壳纳米球生长的支撑体，以防止纳米球聚集。利用葡萄糖作为单糖还原剂，制备出表面包覆碳壳的 Ag 纳米颗粒。在 Ag - C 核壳纳米颗粒合成过程中加入 BC，最终形成 Ag - C@BC 纳米复合材料，并将其修饰在压缩的 TD 上，用于蒸汽发生。
材料性能测试
制备的 Ag - C@BC 膜实现了宽波段太阳能吸收和低导热率。聚偏氟乙烯（PVDF）在盐排斥过程中发挥重要作用，即使在高浓度盐水中也能帮助产生纯水。在一个太阳辐射功率下，该膜表现出高达 1.42 kg m?2 h?1 的高水蒸发通量和 97.4% 的优异效率。此外，设计的系统对恶劣条件，包括重金属、有机染料、酸性和碱性介质，具有很强的抗性，在长周期展示后仍保持 96.8% 的出色效率。
研究结论
本研究基于经济实惠的组织纸建立了一种新的太阳能蒸汽发生策略。构建的光吸收体具有高亲水性、耐盐性、多孔结构，能宽带吸收太阳光且热导率低。设计的 Ag - C@BC 纳米复合材料作为光吸收剂和水传输通道上的多层散射层基底。葡萄糖作为还原剂，以简便的方式制备 Ag 纳米颗粒。该研究成果为绿色海水淡化提供了一种具有潜力的材料和方法，其制备过程简单、成本低廉、耐久性好且淡化能力强，有望推动海水淡化技术的发展，缓解全球水资源短缺问题。
从整体研究来看，此次研究意义重大。在全球水资源日益紧张的当下，海水淡化是增加淡水供应的重要途径。而该研究开发的新型双层膜材料，有效提升了界面太阳能蒸汽发生效率，降低了能源消耗，为海水淡化提供了一种更可持续、更具成本效益的解决方案。同时，该研究也为其他相关领域，如污水处理、能源转换等，提供了新的研究思路和材料选择方向，有助于推动多学科交叉领域的发展，对解决全球性的资源和环境问题具有重要的参考价值。
