【纳米】纳米约束水分子通道实现高产率太阳能水蒸发- 大数跨境

X-MOL资讯

2020-10-06

导读：清华大学王训教授团队设计了一种纳米约束的水分子通道（NCWMCs），它可以促进水分子以团簇形式蒸发，从而降低水的蒸发焓，继而实现高产率的太阳能水蒸发。

界面太阳能水蒸发技术是一种很有发展前途的淡水生产方法。目前，人们已经发展了多种类型的吸光材料用于太阳能水蒸发，包括金属材料、碳基材料、半导体材料、高分子材料等等，但是受限于水蒸发过程中潜热的需求，在一个太阳光强度下，理论蒸发速率不会超过1.47 kg m^-2 h^-1，然而这一速率很难满足人们的需求。

近日，清华大学王训教授团队设计了一种纳米约束的水分子通道（NCWMCs），它可以促进水分子以团簇形式蒸发，从而降低水的蒸发焓，继而实现高产率的太阳能水蒸发。该团队采用溶剂热的方法，制备得到了一种一维O-MoS_2−x的组装结构。在该组装结构中，堆积形成的间隙有利于水分子的快速传输，而在O-MoS_2−x纳米片之间的间距为3.5 nm的水分子通道则可以促进水分子以团簇形式蒸发。通过管理热量损耗，该装置在1个太阳光强度下蒸发速率可以达到2.50 kg m^-2 h^-1，能量转换效率达89.6%；即使是在较弱的光照强度下（0.5 sun），其蒸发速率也可以达到1.25 kg m^-2 h^-1，这一蒸气产率与大多数蒸发器在1 sun下的产率相当。分子动力学模拟结果证实了NCWMC系统中水的团簇蒸发过程。利用这一装置，可以高效的从海水和废水样品中生产淡水，满足人们的生产生活需要。