SCMs|基于聚苯胺/二氧化钛/天然纤维素的污水自清洁太阳能水蒸发装置

水体污染是当前造成淡水短缺的主要原因之一。利用太阳能水蒸发装置从海水或污水中生产淡水是一种简单有效且节能的解决淡水危机的方式，因而引起了广泛的关注。然而，污染物的共同蒸发或沉积会降低水蒸发过程的效率和淡水质量。

近日，北京工业大学孙再成教授等人在Science China Materials发表研究论文，基于天然木质纤维素（NCF）、聚苯胺（PANI）和二氧化钛（TiO₂）开发了自清洁太阳能水蒸发器，其具有宽吸收、亲水性强、导热系数低等优点。

本文要点：

1) 通过在聚合物溶液中加入木质纤维素，聚苯胺纳米纤维在NCF表面聚合形成介孔网络。P25 TiO₂纳米颗粒作为光催化剂分散到上述反应液中，通过简单的过滤形成PANI/TiO₂/NCF复合材料。

2) 由于太阳能水蒸发器装置中PANI的光热效应与TiO₂纳米颗粒的光催化降解的协同作用，水蒸发速率可达2.36 kg m^-2 h^-1（1个太阳光照射下），且可有效降解污染物（100 ppm四环素）。

3) 更重要的是，在工作10 h后，该太阳能水蒸发器装置仍然保持稳定的水蒸发速率，且没有污染物的积聚。

光催化和光热效应相结合的双功能太阳能水蒸发装置在有机污染物水中具有自清洁作用，具有很大的应用潜力。

文章信息

Liu W., Li P., Li X., et al. Self-cleaning solar water evaporation device based on polyaniline/TiO₂/natural cellulose fibers for contaminant water. Sci. China Mater. (2022).

https://doi.org/10.1007/s40843-022-2282-9

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