在江河清研究员(通讯作者)的指导下,团队成员王玉超(第一作者)等在国际权威期刊《Journal of Materials Chemistry A》上发表了学术论文《A facile nanocomposite strategy to fabricate a rGO-MWCNT photothermal layer for efficient water evaporation》(IF: 8.867)。
在该论文中,作者提出利用不同维度纳米材料的复合策略,实现对光热膜表面微结构的调控,从而提高光捕获效率,获得理想的光热蒸发效率。通过将二维石墨烯与一维碳纳米管二者复合,实现了对单一组分有序结构的扰动,从而增加光热膜的表面粗糙度。通过这种表面微结构的优化,能够将太阳光光谱范围内的漫反射降低到4.7 %以下,光照下的膜表面温度高达77℃。此外,无序的堆积增大膜内孔隙率,有利于水分子在膜内的传输及扩散。相比于自然蒸发,基于该种纳米复合光热膜的蒸发过程效率提高了190 %,太阳光利用率超过80 %。光热复合膜的制备过程简便,并且可以构筑在不同的多孔基底上,拓展了不同水体系下实际应用潜力。该类纳米复合光热膜不仅能够在含有酸、碱以及机污染物的模拟水样中保持性能稳定,同时能够在不同含盐量的海水中加快水蒸发,展现出优异的淡水生产能力。本研究有望促进太阳光驱动制备清洁淡水的应用,实现高效、绿色、可持续的海水淡化以及应急条件下的淡水保障。