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虽然太阳能在水净化方面很有前景，但仍有进一步提高太阳能蒸汽产生效率的空间。在这篇文章中，作者通过将醋酸纤维素纤维基香烟过滤器(CF)浸泡在聚乙烯醇(PVA)水溶液中，然后用MXene片冷冻干燥和装饰，制造了一种环境能源增强的太阳能蒸汽蒸发器。MXene的存在是吸收太阳能光并将太阳能转化为热能，以实现高效的水蒸发，而冷冻干燥过程中过滤器孔内产生的多孔PVA网络容纳分散的MXene片，并连接CF和MXene。由于在CF多孔结构内构建了PVA/MXene网络，以及MXene和PVA的亲水性，合成的MXene/PVA改性CF(MPCF)具有高度的亲水性，能够快速向上转移水。
上图中，a)MXene薄片的制备示意图；b)说明MPCF蒸发器的制造示意图；c)PCFs；d)MPCFs和e)组装的MPCF太阳能蒸汽生成装置的数字图像。
其中，a-c)CF、d-f)MCF、g-i)PCF和j-l)MPCF的扫描电镜图像。MPCF的m、C、n、O、F、p、Ti元素的映射图像。
图3.CF、PCF、MCF、MPCF蒸发器的太阳能-热能转换性能。
上图中，a)MPCF中使用的MXene含量与MXene分散体的初始浓度的关系图，b)透射光谱和c)不同MXene含量下的CF、MCF、PCF和MPCFs的漫反射光谱。d)太阳太阳蒸汽产生过程中不同暴露高度的MPCFs的顶部和侧壁表面温度。暴露高度为h)2、i)、4、j)6cm的MPCF顶部表面温度的照片。
上图中，a)太阳能热蒸发处理前后海水和废水的抗性。b)太阳热蒸发处理前后海水的盐离子浓度。红线代表世卫组织的饮用水标准。c)盐离子的排斥率。d)太阳热蒸发处理前后废水的重金属离子浓度。红线指的是世卫组织的饮用水标准。e)重金属离子的离子排斥率。模拟了MPCF对f)甲基橙色的去污能力（插图显示了纯化前后甲基橙色的颜色变化）。g)亚甲基蓝（插图显示了纯化前后亚甲基蓝的颜色变化）。
综上所述，通过在多孔CF结构中创建一个PVA/MXene网络，制备了一种环境能源增强的太阳能蒸发器。MXene、PVA和CF的亲水性使MPCF太阳能驱动的水蒸发器具有较高的亲水性和水的快速向上运输。MXene薄片提供了卓越的太阳能-热能转换效率，而多孔PVA网络可容纳MXene薄片，并通过氢键相互作用相互连接CF和MXene，从而防止了MXene薄片与CF纤维的分离，提高了MPCF蒸发器的循环稳定性。此外，利用蒸发器的三维特性，在太阳热蒸发过程中建立了侧壁和环境之间的温度缺陷，确保通过热对流和辐射从周围环境获得额外的能量。因此，MPCF蒸发器具有超高的太阳能蒸汽产生率3.38kgm-2h-1，太阳能-热能转换效率为132.9%，优于报道的结果。凭借优异的蒸汽生成性能，MPCF在太阳能驱动的海水淡化和废水净化方面显示出巨大的潜力。
https://doi.org/10.1016/j.jcis.2021.08.043
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