TiO2 插层二维二硫化钼（MoS2 ）复合太阳能蒸发器的简易合成及其高效海水淡化机制研究

为解决全球淡水短缺问题，研究人员通过水热法合成TiO2 插层二维MoS2 复合光热材料，构建高效太阳能蒸发器。该蒸发器在1.0 sun光照下实现93.8%的光热转换效率和1.22 kg·m?2 ·h?1 的蒸发速率，较传统蒸发器提升4倍，为低成本、可持续海水淡化提供了新方案。

　　

全球淡水危机正因水污染和需求增长而加剧，97.5%的地球水资源为海水，使得海水淡化成为关键解决方案。传统技术如反渗透和多级闪蒸存在高能耗、成本昂贵等问题，而太阳能界面蒸发技术因其可持续性备受关注。然而，现有光热材料如二硫化钼(MoS₂
)面临热稳定性差、易团聚等挑战。为此，马来西亚的研究团队通过水热法开发了TiO₂
插层二维MoS₂
复合蒸发器，结合聚苯乙烯(PS)泡沫隔热层和棉纤维输水结构，实现了高效光热转换与蒸发性能。

研究采用X射线衍射(XRD)和紫外-可见光谱(UV-Vis)表征材料结构，通过太阳能模拟器测试蒸发性能。结果显示，TiO₂
的引入显著提升了MoS₂
的比表面积和光吸收能力，0.2TM复合材料在1 sun光照下表面温度达117.9°C，蒸发速率达1.22 kg·m^?2
·h^?1
，且对35 g·L^?1
盐水具有良好耐受性。

材料表征：XRD证实TiO₂
成功嵌入MoS₂
层间并保持晶体结构；UV-Vis显示复合材料在300-800 nm波段吸收增强；扫描电镜(SEM)显示TiO₂
有效抑制了MoS₂
团聚。

蒸发性能：PS泡沫隔热层实现热局域化效应，棉纤维确保连续水供应。0.2TM蒸发器的光热效率达93.8%，盐结晶可通过自然溶解清除，维持长期稳定性。

结论：该研究通过简易水热法合成的TiO₂
-MoS₂
复合材料解决了光热材料成本高、效率低的瓶颈，其“隔热-输水-蒸发”协同设计为太阳能海水淡化提供了可规模化应用的解决方案。论文发表于《Desalination》，为可再生能源驱动的水处理技术发展提供了重要参考。