DOI: 10.1016/j.susmat.2023.e00649

太阳能光热材料可用于以绿色、经济、环保的方式制备淡水，在解决世界淡水危机方面具有巨大的应用潜力。在此，通过碳化纳米纤维素气凝胶，获得的纤维素纳米纤维交联的乙烯基三甲氧基硅烷碳气凝胶（CVCAs）具有网状三维结构、高电导率（0.79S/m）和低热导率（0.32W/mK）。聚吡咯（PPy）涂覆CVCAs（CVCAs-P）赋予了其亲水性和优异的导电性（1.95S/m）。CVCAs-P具有三维网状结构和低导热性，在界面蒸发领域表现出优异的性能，在1个太阳光照强度下的光吸收率高达94%-97%，表观水蒸发性能为1.54kg/m2/h。此外，具有良好导电性的CVCAs-P可用于使用外部电源的电热转换，允许在夜间用电驱动水蒸发。总体而言，这项工作解决了传统界面蒸发材料过度依赖阳光的问题。

图1.CVCAs-P的制备过程示意图。

图2.CVCAs-P的SEM图像（a,b）；（c）CAs、VCAs、CVCAs和CVCAs-P的FTIR光谱和（d）TGA曲线；（e）CVCAs-P在200-2500nm-1范围内的太阳光谱和吸收光谱；（f）CVCAs-P的光吸收示意图；CVCAs（g）和CVCAs-P（h）的动态水接触角；（i）吸水前后CVCAs-P的密度。

图3.（a）1个太阳光照强度下水和CVCAs-P表面在不同时间点的红外热成像俯视图；（b）在黑暗中和1个太阳光照强度下使用CVCAs-P，以及对照组的水质量变化；（c）暴露在1-4个太阳光照强度下30分钟后，水和CVCAs-P表面的红外热成像俯视图；（d）在2-4个太阳光照强度下使用CVCAs-P的水质量变化；（e）在30次循环蒸发实验中，CVCAs-P在1个太阳光照强度下的表观水分蒸发率。插图：在第1个循环和第30个循环中，使用CVCAs-P时的水质量变化；CVCAs-P在NaOH（f）和HCl（g）中浸泡8小时前后的数字图像；（h）酸碱处理CVCAs-P和未处理CVCAs-P的水质量变化。

图4.湖水（a）和CVCAs-P净化水（b）的光学显微镜图像；（c）湖水和CVCAs-P净化水的电导率。

图5.（a）全天候水处理概念图；CVCAs-P分别在1V、0.5个太阳光照强度、0.5个太阳光照强度+1V和1个太阳光照强度的表面温度图（b）以及表观水蒸发率图（c）。