基于木质素的坚固耐用型可持续界面蒸发器，用于废水处理

本研究通过一锅反应制备金属-木质素复合材料，显著提升光热性能，制成的蒸发器在海水及重金属废水中实现2.88 kg/m2/h的高效蒸发，长期稳定且生产成本低于行业水平。

　　

摘要

太阳能驱动的界面蒸发技术作为一种有前景的含重金属废水处理方法应运而生，这得益于其环保和可持续的能源输入优势。然而，开发低成本、高效率且具有增强重金属离子耐受性的光热剂仍然是推动实际太阳能废水处理技术发展的重大挑战。在此，我们通过一种涉及木质素和含重金属废水的一锅法反应，制备了一系列金属-木质素复合材料，这些复合材料表现出出色的光捕获效率和光热转换性能。所得的金属-木质素复合材料可以通过3D打印技术高效地制成蒸发器，用于废水处理。优化后的蒸发器在1太阳光照射下可实现2.88公斤/平方米·小时的卓越蒸发速率，并且在海水和含重金属废水系统中均表现出优异的性能。此外，该蒸发器在连续处理废水7天期间蒸发速率没有显著下降，体现了其卓越的耐用性和长期稳定性。最后，技术经济分析估计该蒸发器生产清洁水的成本为0.372美元/立方米，低于行业平均水平，甚至接近全球报道的反渗透海水淡化最低成本。这项工作为利用木质素实现高效且经济可行的太阳能驱动废水净化技术提供了宝贵的见解。

图形摘要

本研究通过木质素与含重金属离子废水的一锅法反应，制备了一系列可持续的金属-木质素复合材料。与未经改性的木质素相比，这些复合材料显著增强了光吸收和光热转换性能，这是由于氧化、配位以及金属氧化物形成的协同效应。这些金属-木质素复合材料被构建成蒸发器，其中优化后的蒸发器具有2.88公斤/平方米·小时的较高蒸发速率，同时具备长期稳定性、高效的废水和海水净化能力，并具有显著的经济效益。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。