本期分享中国河海大学敖燕辉教授课题组发表在Communications Materials杂志上题目为“Multifunctional MoS2 membrane for integrated solar-driven water evaporation and water purification”的研究文章。
Part 1 文章简介
光驱动的界面水蒸发在解决全球水危机方面显示出巨大的潜力，但在有机废水存在的情况下有效实施仍然具有挑战性。在这里，本文通过设计一种多功能 MoS2 膜实现了水蒸发和有机化合物降解的综合。在 1.0 太阳辐射下，该膜的蒸发速率为 2.07 kg m-2 h-1，有机污染物降解效率为 82%，冷凝水中的有机污染物残留量可忽略不计。高性能归因于 MoS2 膜蒸发过程产生的热能。这促进了光催化反应过程中界面电子转移速率常数的增加，加速了自由基的产生并促进了有机污染物的去除。研究表明，可以以 1.56 kg m-2 h-1 的速率从高盐度废水中收集淡水。MoS2 膜为解决水危机提供了一种可持续的方法。
Part 2 主要图表
图1是MS/CF 膜的制备。a MS/CF 上通过太阳能蒸发同时进行水净化过程的示意图。b MS/CF 膜的制造。c 低分辨率和 d 高分辨率的 MS/CF SEM 图像。e MS 的 TEM 和 f HRTEM 图像。g Mo 3d 和 h S 2p 的 XPS 光谱。
图2是MS 的水传输和热管理。a CF 和 MS/CF 的接触角。b 1 个太阳辐射下温度变化的循环测试。c 1 个太阳辐射前后 10 分钟的光热图像。d 不同膜的 UV-Vis-NIR 吸收光谱。
图3是综合太阳能蒸发和光降解性能。a 不同系统的 RhB 降解曲线和 b 动力学曲线。c 1 个太阳照射下随时间的质量变化和 d 蒸发速率。e 纯 RhB、CF 和 MS/CF 在 1 个太阳照射下持续 60 分钟的温度变化。f 1 个太阳照射下系统的热分布模拟。
图4是综合太阳蒸发和光降解性能。a 不同太阳光照射下 MS/CF 蒸发器的质量变化和 b 蒸发速率。c MS/CF 和纯水的 DSC 曲线。d 不同光强下的 RhB 降解曲线和 e 动力学曲线。f 不同光强下 MS/CF 蒸发器中水蒸发速率和降解动力学的循环。g 清除剂对 RhB 去除效率的影响。h DMPO-‧O2− 和 i ‧OH 的 ESR 光谱。
图5是MS/CF 的太阳能水净化。a 净化前后 RhB 的紫外可见光谱。b 1 个太阳照射下，整个蒸发器系统在不同水源（去离子水和饱和盐水）下随时间的质量变化曲线。以不带蒸发器的散装水作为空白实验。
原文链接：https://doi.org/10.1038/s43246-024-00532-1
引用：Cui, Lingfang, et al. "Multifunctional MoS2 membrane for integrated solar-driven water evaporation and water purification." Communications Materials 5.1 (2024): 94.
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