由于人类用水量的不断增加，全球淡水资源分布不均，充足的淡水资源供应面临很大挑战。最近，水处理/收集技术提供了一种替代解决方案，可以从各种水源（包括海水、地下水、污水甚至空气）中提取淡水。太阳能热界面水蒸发是一种很有前途的环保水处理技术，可同时收集清洁水和绿色太阳能。研究者一直致力于实现太阳能蒸汽高产生率和能量转换效率，包括开发高效的太阳能吸收器，构建合水调节架构和热管理。然而，现有的太阳能热水蒸发器面临两个关键挑战：有机污染和盐垢/污垢。例如，同时蒸发导致蒸馏水中的 挥发有机化合物（VOC）浓度更高，而非VOC仍集中在原水中，导致二次污染。此外，由于水蒸发得非常快，盐或非挥发性溶质将被留下，它们会在太阳能吸收器的蒸发部位积聚和/或结晶。盐/溶质的积累或结垢会阻挡阳光、水传输通道和蒸汽逸出，导致太阳能蒸发器的性能快速衰减。因此，非常需要利用太阳能驱动技术实现有机降解和完全太阳能脱盐的协同耦合。
光催化是另一种太阳能界面过程，可以与光热过程自然结合以去除有机污染物。值得注意的是，光催化具有无需添加昂贵的氧化剂作为高级氧化技术和有机物完全降解的独特优势。然而，在开发多功能太阳能系统以实现光降解和太阳能海水淡化之间的功能协同作用方面仍然存在重大挑战：1）丰富的界面反应位点可有效光降解有机物，其中光催化作用发生在光可用界面，2）高太阳能吸收能力用于太阳能热蒸发，3）足够的传输路径以持续供水。最近报道的用于含有机盐废水再生的光催化太阳能蒸发器严重遭受严重的盐垢、污垢和蒸发过程中相对缓慢的降解速率。在这方面，具有智能自旋转的漂浮式微型蒸发器系统可以在太阳能蒸汽发电过程中实现自清洁淡化。
在此，南京大学高冠道教授团队在《Advanced Functional Materials》发文“A Floating Integrated Solar Micro-Evaporator for Self-Cleaning Desalination and Organic Degradation”。这项研究提出了一种浮动多功能微蒸发器系统，以实现太阳能完全脱盐和有机降解的协同耦合。 多孔聚苯乙烯 (PS) 微珠具有超轻、疏水性和隔热性等优点，使其成为自然漂浮在水面上的有前途的宿主，可最大限度地减少太阳能热传导蒸发。石墨氮化碳（g-C3N4）因其适合可见光响应的带隙和高化学/热稳定性而被选为光催化剂。黑色聚苯胺（PANI）具有多种作用，主要包括：1) 作为有效的粘合剂和增强剂，将g- C3N4催化剂结合到 PS主体表面，从而实现亲水漂浮系统，2）作为太阳能吸收剂，广泛的太阳光谱吸收以实现高光热转换效率，3）作为助催化剂形成g- C3N4@PANI，用于光催化过程中的快速电子转移。在这种合理的设计中，一方面自清洁脱盐能力可以保持微蒸发器表面清洁，避免盐分堵塞，有利于光催化反应位点的吸光和曝光；另一方面，自清洁旋转将微蒸发器的上清洁表面变成散装水重新吸附污染物，而带有污染物的蒸发器底部则转向上表面并暴露出来进行光催化。此外，通过光热转换提高温度可以促进光催化，污染物的同时降解实现了脱盐后清洁水的收获，减少了残留盐水中的有机污染。对获得的g-C3N4@PANI/PS MSES进行了系统评估，以实现协同清洁水生产、高盐度盐水分离的自清洁耐盐性和有机降解。
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