蒸发材料0506丨武汉纺织大学SPT论文丨基于可再生松木的可持续太阳能蒸发器稳定海水淡化

2026年，国际期刊《Separation and Purification Technology》发表了武汉纺织大学李汶彬、何家豪、李九岗团队等合作完成的题为“Sustainable solar evaporator based on renewable pine wood for stable desalination”的研究论文。本文提出一种基于可再生松木和片状石墨（FG）及聚多巴胺（PDA）复合涂层的可持续太阳能界面蒸发策略，通过将FG沉积在天然松木表面并利用PDA的强粘附性与亲水性构建稳定光热层，显著提升了木材的宽谱光吸收能力（达95%）和水传输效率。核心叙事并非单一材料性能优化，而是围绕“结构—机制—性能”主线，将天然木材的层级多孔结构、FG-PDA复合光热层的高效光热转换、PDA诱导的亲水改性增强毛细水传输、以及系统在高效蒸发、盐抗性与长期稳定性方面的协同统一到一个可量化、可调控、可拓展的太阳能蒸发体系中，并系统阐释了其在纯水（蒸发速率2.42 kg·m⁻²·h⁻¹）、高盐卤水（15 wt%盐水下仍达1.51 kg·m⁻²·h⁻¹）、有机染料废水净化及10天以上连续运行稳定性方面的综合优势。《Separation and Purification Technology》是Elsevier旗下的国际期刊，主要发表分离与纯化科学及技术领域的高水平研究成果。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.seppur.2026.137494

平衡效率和稳定性仍然是太阳能界面蒸发面临的主要挑战。基于木材的太阳能蒸发器因其天然具备的分级多孔结构而具有独特优势，这种结构能够实现高效的水传输和快速的界面蒸发。它们还提供了其他优点，包括低成本、制备简单以及良好的环境相容性。在本研究中，通过使用片状石墨改性和活化天然松木，开发了一种基于松木的蒸发器。该器件实现了95%的宽谱光吸收率，在1倍太阳光照下获得了2.42 kg·m⁻²·h⁻¹的高蒸发速率。其内部的分级多孔结构确保了高效的水传输，在15 wt%的盐水中仍能保持1.51 kg·m⁻²·h⁻¹的蒸发速率，并可稳定运行超过10天。通过户外现场测试验证，该蒸发器表现出卓越的产水性能以及强大的抗盐结晶能力。这项工作为开发下一代高性能、太阳能驱动的水净化技术提供了一种实用且可扩展的策略。。

全球淡水资源短缺是人类面临的关键挑战。尽管地球表面超过70%被水覆盖，但其中约97%为海水或苦咸水，难以直接用于人类消费和农业灌溉。现有的海水淡化技术主要分为热法和膜法两大类，但这些传统方法通常能耗极高，且依赖不可再生的化石燃料，进一步加剧了环境退化，引发了重大的可持续性担忧。鉴于太阳能丰富且可再生，太阳能驱动的海水淡化被广泛认为是解决淡水生产的环保可持续方案。近年来，太阳能驱动的界面蒸发系统因其高效能而备受关注，这类系统通常由光热材料层（吸收并转换太阳能为热能）和多孔支撑结构（固定光热材料并促进流体传输）组成。然而，由于制备工艺复杂、蒸发器稳定性差以及生产成本高等挑战，这类系统的实际应用仍然有限。