DOI:10.1016/j.chemosphere.2020.128916
近年來，界面太陽能蒸發技術在水處理領域取得了初步進展。然而，太陽能蒸發器的高成本和低穩定性嚴重阻礙了其實際應用。在這項研究中，以層狀石墨烯和聚甲基丙烯酸甲酯為原料，利用靜電紡絲技術制備了一種可作為太陽能吸收劑的復合膜（GF）。與水輸送器（聚氨酯海綿）和絕熱體（聚苯乙烯泡沫）一起，構建了用于太陽能蒸餾的GF基蒸發器。利用GF的多孔三維結構，可以擴展光路，從而實現有效的寬帶太陽能吸收（92％）。更重要的是，盡管GF基蒸發器（1.75 g m-2）中層狀石墨烯的含量僅為當前報道的石墨烯基蒸發器（10?30 g m-2）的5.8-17.5％，但其水蒸發效率相當，這是由于GF基蒸發器中的光熱納米材料的利用率比報道的設備高得多，從而確保了其經濟可行性。同時，GF基蒸發器可以去除99.9％以上的重金屬離子和99.8％的有機染料。GF基蒸發器具有蒸發時間長、穩定性好、脫鹽性強、耐惡劣環境等優點，有望用于從海水和廢水中回收淡水。
圖1.a）靜電紡絲制備GFs的示意圖；b）具有不同層狀石墨烯含量的GFs的拉曼，c）TGA和d）吸收光譜。
圖2.在陽光下，水和GF10基蒸發器隨時間推移的溫度變化。
圖3.a）GF10基蒸發器在太陽蒸發過程中的傳熱和能量分布圖；b）在陽光下的太陽蒸發過程中，水隨時間推移的質量變化；c）不同照度下GF基蒸發器的能量轉換效率（左軸）和相應的蒸發速率（右軸）；d）在陽光照射下連續12h的太陽能蒸發過程中，GF10基蒸發器對3.5wt％NaCl溶液的脫鹽性能。
圖4.GF10基蒸發器和最近報道的蒸發系統中光熱納米材料的利用效率和劑量。
圖5.a）太陽能海水淡化前后海水中四種主要離子的濃度；b）太陽能淡化前后廢水中四種重金屬離子的濃度；c）太陽能蒸餾前后酸堿廢水的pH值；d）太陽能蒸餾前后染料廢水的紫外可見吸收光譜，照片顯示太陽能蒸餾后染料廢水（在5mL管中）的顏色變化。
圖6.太陽能蒸發模擬重金屬廢水后，GF10上/下表面（a）和海綿頂部/底部（b）的Pb、Cd、Cu和Co的EDX圖譜。內部餅圖表示每個圖像中四種重金屬的總元素含量。
圖7.a）在陽光照射下，由有/無HCl或NaOH處理的GF10基蒸發器進行蒸發過程中的水質量變化；b）GF10基蒸發器的脫鹽性能，以及c）濃縮鹽溶液（20wt％NaCl）在峰值日光下連續蒸發7h，其上表面的照片；d）GF10基蒸發器在3.5wt％NaCl溶液中的脫鹽性能，在蒸發器表面上另外添加1g固體NaCl。
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