太陽能驅動的界面蒸發(fā)是一種有效的經(jīng)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(fā)器的報道仍很少。在此，通過氧化石墨烯（GO）輔助工藝將2D Ti
3C
2T
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(fā)器，以實現(xiàn)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(xiàn)了自增強的光熱轉化調節(jié)?；诟覩O/MXene氣凝膠（GMA）的蒸發(fā)器在一次陽光照射下實現(xiàn)了高達90.7％的高太陽蒸發(fā)效率，蒸發(fā)速率為1.27 kg/m
2 h。已經(jīng)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(xiàn)全方位的水凈化，以個性化的水凈化系統(tǒng)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(fā)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(fā)性能；在不同光強度下，GMA-3（d）水的質量變化和（e）穩(wěn)定蒸發(fā)效率、蒸發(fā)速率和表面溫度。（f）GMA-3循環(huán)太陽能驅動的界面蒸發(fā)性能。（g）GMA-3在太陽驅動的界面蒸發(fā)過程中的能量平衡和傳熱圖。（h）GMA-3系統(tǒng)中的光和熱管理以及水傳輸?shù)牟鍒D。（i）GMA-3太陽驅動的界面蒸發(fā)性能與在不同太陽光照強度下與先前工作的比較。
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Figure 4. 基于分級GMA-3的全方位凈水器，可實現(xiàn)高效的凈水再生。
Figure 5. 在自然光下使用GMA-3進行戶外作業(yè)。
相關研究成果于2020年由湖北大學Xianbao Wang課題組，發(fā)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：
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