DOI: 10.1002/solr.202100593

2D MXene材料在光热转换领域，尤其是在太阳能蒸汽发电方面的应用受到了研究人员的极大关注。然而，液固界面处明显的光损失带来了较差的光吸收能力，这在一定程度上限制了其广泛应用。为此，研究者设计了一种简便且通用的方法，通过一步水热工艺构建具有优异光热转换能力的纳米花MXene@MoS2。由于MXene和MoS2之间的多重反射和协同效应，分层MXene@MoS2异质结构表现出宽带光吸收和提高的光热转换能力（10分钟太阳照射后为69℃）。此外，受树木多通道中水蒸气的启发，通过定向静电纺丝技术组装了一种MXene@MoS2基超薄纳米纤维膜。与传统的不规则通道相比，可控树状3D结构在太阳能吸收和水传输方面具有绝对的竞争优势。所制备的自漂浮膜在1kW/m2下表现出持久的疏水性（CA=125°）和高达1.39kg/（m2h）（91%）的蒸发效率，高于以往报道的值。而且，这种基于3D MXene的装置在发电、太阳能驱动污水和海水淡化处理（99%的海水淡化效率）方面也显示出巨大的应用潜力。这种具有多功能的高性能自漂浮光热膜有望为解决全球淡水短缺问题提供一种有效的策略。

图1.MXene@MoS2异质结构的化学结构：（a）HPC和HPC-PLA的FTIR曲线；（b）MXene和MXene@MoS2的XRD曲线；（c）MXene@MoS2的XPS曲线；（d）MXene@MoS2的S曲线；（e）MXene@MoS2的Ti曲线；（f）PLA、PLA/MXene和PLA/MXene@MoS2膜的FTIR曲线；（g）PLA/MXene@MoS2膜的C1s曲线；（h）PLA/MXene@MoS2膜的柔性。

图2.MXene@MoS2异质结构及其复合膜的结构和形貌；（a）PLA/MXene@MoS2膜的SEM图像，比例尺为2μm；（b）PLA/MXene@MoS2膜的SEM图像，比例尺为500nm；（c-d）MXene@MoS2的映射图像；（e）MXene@MoS2的HRTEM图像；（f-h）原始PLA、PLA/MXene膜和PLA/MXene@MoS2膜的SEM图像。

图3.PLA及其复合膜的机械和结构稳定性：（a）PLA膜的应变-应力；（b）PLA/MXene@MoS2膜的机械性能；（c）PLA/MXene@MoS2膜的疏水机制；（d）PLA/MXene@MoS2膜疏水性的数字图片；（e）PLA/MXene@MoS2膜的自漂浮性；（f）PLA/MXene@MoS2膜的接触角。

图4.PLA/MXene@MoS2膜的光热功能：（a）-（c）PLA、PLA/MXene和PLA/MXene@MoS2膜在1kW/m2下的IR图像；（d）PLA、PLA/MXene和PLA/MXene@MoS2膜在1kW/m2下0-300s的表面温度；（e）1kW/m2下可穿戴纺织加热器的演示。

图5.PLA/MXene@MoS2膜的太阳能界面发电性能：（a）太阳能蒸汽发电自漂浮装置示意图；（b）1kW/m2下漂浮在水面上的PLA/MXene@MoS2膜的表面温度分布；（c）黑暗、水、PLA、PLA/MXene和PLA/MXene@MoS2膜在蒸发过程中的水质量变化曲线；（d）水、PLA、PLA/MXene和PLA/MXene@MoS2膜的太阳能蒸汽发电效率；（e）PLA/MXene@MoS2膜在1kW/m2（1个太阳）强度下进行10次循环的蒸发效率；（f）PLA/MXene@MoS2膜在1kW/m2下不同时间的蒸发效率；（g）PLA、PLA/MXene和PLA/MXene@MoS2膜在200-2500nm波长范围内的紫外光谱；（h）基于PLA/MXene@MoS2的装置与公开报道的MXene基太阳能蒸汽发电设备的比较。

图6.（a）PLA/MXene@MoS2膜的优异太阳能蒸汽发电机制，（b）基于PLA/MXene@MoS2膜的实验室太阳能蒸汽收集装置；（c）污染水和纯净水的紫外吸收光谱；（d）太阳蒸腾前后海水中四种离子的浓度；（e）纯化过程的演示。

图7.PLA/MXene@MoS2膜的发电情况：（a）由PLA/MXene@MoS2膜制备的器件的光学图像；（b）配备PLA/MXene@MoS2膜的蒸发器在1kW/m2下的开路电压。（c）配备PLA/MXene@MoS2膜的蒸发器的循环开路电压；（d）配备PLA/MXene@MoS2膜的蒸发器在1kW/m2下的红外图像；（e）不同太阳能密度下的短路电流；（f）对太阳能循环响应的短路电流；（g）PLA/MXene@MoS2膜在太阳辐射下的发电机制。