Janus光热纤维膜的制备及其在太阳能海水淡化中的应用

蔡华梅; 胡金晶; 陈志钢

doi:10.19886/j.cnki.dhdz.2025.0129

东华大学学报（自然科学版） ›› 2025, Vol. 51 ›› Issue (05) : 1 -10. DOI: 10.19886/j.cnki.dhdz.2025.0129

Janus光热纤维膜的制备及其在太阳能海水淡化中的应用

蔡华梅, 胡金晶, 陈志钢

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摘要

淡水资源短缺是全球性难题，清洁能源驱动的太阳能海水淡化技术已成为缓解淡水危机的可持续策略。传统膜蒸发器具有易制备、成本低、柔性高和拓展性好等优势，但仍存在功能单一、性能差、易析盐等不足。为解决以上问题，采用静电纺丝技术，将疏水多层石墨烯@醋酸纤维素纤维膜（MLG@CA）覆盖到亲水的尼龙6（PA6）纤维膜上，制备了一种具有Janus结构的光热纤维膜（MLG@CA-PA6）。上层疏水MLG@CA光热层用于吸收太阳能并进行光热转换，下层亲水PA6用于机械支撑和输运海水。研究结果显示，MLG@CA-PA6纤维膜具有优异的光吸收和光热转换能力，太阳光吸收效率显著提升至92.0%。随后，将MLG@CA-PA6纤维膜斜挂在高海水槽和低空槽之间，组装成向光斜挂蒸发器。在1.0 kW/m²光照下，该Janus结构光热纤维膜蒸发速率可达2.05 kg/（m²·h）,并展现出优异的抗析盐性能和蒸发稳定性。淡化后淡水符合世界卫生组织的健康饮用水标准。这一研究成果为柔性光热膜的设计和太阳能驱动海水淡化发展开辟了新视角，助力全球淡水资源危机的可持续解决。