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      太陽能驅動的界面蒸發是一種有效的經濟技術，可將低級太陽能轉換為高級蒸汽能。然而，同時具有高水蒸氣產生能力和多功能水凈化功能的太陽能水蒸發器的報道仍很少。在此，通過氧化石墨烯（GO）輔助工藝將2D Ti₃C₂T_x（MXene）巧妙地組裝成3D多孔宏觀氣凝膠整體，作為獨立的太陽能驅動界面蒸發器，以實現高效、全面的水凈化。在此過程中，MXene將GO還原為還原氧化石墨烯（RGO），從而實現了自增強的光熱轉化調節。基于浮動GO/MXene氣凝膠（GMA）的蒸發器在一次陽光照射下實現了高達90.7％的高太陽蒸發效率，蒸發速率為1.27 kg/m² h。已經設計并實施了幾個簡單的原型，作為夏季和冬季實際水凈化的演示器。便攜式GMA可以實現全方位的水凈化，以個性化的水凈化系統快速有效地消除鹽分、有機污染物、細菌和其他污染物。
 
 
Figure 1. 基于3D宏觀氧化石墨烯/MXene氣凝膠（GMA）的太陽能界面蒸發器。
 

Figure 2. 分級納米結構氣凝膠的表征。

 
Figure 3. （a）在1 sun下，表面溫度隨時間變化。（b）GMA-3的溫度分布，在1 sun下側面的距離，GMA-3表面定義為0毫米。（c）比較太陽能驅動的界面蒸發性能；在不同光強度下，GMA-3（d）水的質量變化和（e）穩定蒸發效率、蒸發速率和表面溫度。（f）GMA-3循環太陽能驅動的界面蒸發性能。（g）GMA-3在太陽驅動的界面蒸發過程中的能量平衡和傳熱圖。（h）GMA-3系統中的光和熱管理以及水傳輸的插圖。（i）GMA-3太陽驅動的界面蒸發性能與在不同太陽光照強度下與先前工作的比較。
 

Figure 4. 基于分級GMA-3的全方位凈水器，可實現高效的凈水再生。
 

Figure 5. 在自然光下使用GMA-3進行戶外作業。
 
      相關研究成果于2020年由湖北大學Xianbao Wang課題組，發表在Carbon（doi.org/10.1016/j.carbon.2020.06.023）上。原文：3D macroscopic graphene oxide/MXene architectures for multifunctional water purification。

轉自《石墨烯雜志》公眾號：