单层rGO-W18O49纳米片分散的多孔膜实现高效太阳能水蒸发：可扩展、柔性且亲水的设计

为解决太阳能界面蒸发系统效率低、结构稳定性差及抗盐性能不足等问题，研究人员通过相转化策略构建了rGCWx@PVDF-PVP复合膜。该膜整合rGO-W18O49纳米片与CNTs的协同光热效应，结合PVP调控水分子氢键网络，实现92.80%的光热转换效率和2.09 kg m?2 h?1的蒸发速率，为可持续海水淡化提供新方案。

　　

全球淡水短缺与能源危机是21世纪人类面临的重大挑战。尽管地球表面71%被水覆盖，但可用淡水仅占3%，且分布极不均衡。传统海水淡化技术如反渗透和多级闪蒸虽有效，但依赖化石能源并产生温室气体。太阳能界面蒸发(SDIE)技术因其零碳排、低成本成为研究热点，但现有蒸发器普遍存在光吸收率低、水传输慢和盐结晶等问题。

大连理工大学的研究团队在《Water Research》发表论文，设计了一种基于相转化法的rGCW_x@PVDF-PVP复合膜。该研究通过溶热法在还原氧化石墨烯(rGO)表面生长非化学计量比钨氧化物(W₁₈O₄₉)纳米线，与碳纳米管(CNTs)复合形成宽带光吸收材料，再通过PVDF-PVP相转化构建分级多孔膜。关键技术包括：1) W₁₈O₄₉纳米线的氧缺陷工程诱导局域表面等离子体共振(LSPR)；2) PVP调控PVDF膜孔结构并降低水蒸发焓；3) 相转化法制备非对称亲水膜。

结果与讨论部分显示：1) 材料表征证实W₁₈O₄₉纳米线成功锚定在rGO表面，形成异质结增强光捕获；2) 含57.39% W₁₈O₄₉的复合膜在蒸发态光吸收率达97%；3) PVP的氮官能团通过削弱水分子氢键网络，使蒸发焓降低至1424 kJ kg^?1；4) 在1太阳光照下实现2.09 kg m^?2 h^?1蒸发速率，且连续运行无盐结晶。

结论指出，该工作通过材料-结构协同优化：1) rGO-W₁₈O₄₉-CNTs三元体系实现全光谱吸收；2) PVDF-PVP多孔框架保障快速输水；3) PVP分子设计降低蒸发能耗。这种"材料基因"策略为高效太阳能淡化装置设计提供新范式，其92.80%的转换效率刷新了同类膜蒸发器纪录，对解决缺水地区饮用水问题具有实际应用价值。