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三维互穿网络海绵的构建及高效腔增强太阳能驱动废水处理( Construction of a Three-Dimensional Interpenetrating Network Sponge for High-Efficiency and Cavity-Enhanced Solar-Driven Wastewater Treatment )
X Wang Z Li Y Wu H Guo J Duan antibacterial property wastewater treatment cavity enhancement effect sponge chitosan/gelatin solar-driven interfacial water evaporation
众所周知，太阳能驱动界面水蒸发系统的光热转换性能由于其相对较强的抑制整体热损失的能力，已知其具有比悬浮水蒸发系统更强的光热转换性能。天然高分子壳聚糖和明胶由于强烈的氢键和静电吸引相互作用，可以形成三维互穿网络(IPN)海绵，为水分蒸发提供界面。然而，它们缺乏有效的光吸收，固有的短寿命，以及较差的光热转换，极大地损害了它们的蒸汽产生性能。在此，我们制备了一种壳聚糖/明胶基IPN海绵，并将其与包覆黑色素的二氧化钛空心纳米球(CG@MPT-H)结合，作为一种具有独特的空腔结构和垂直通道的太阳能热转换器。黑色素包覆二氧化钛的空腔结构起到了太阳热换能器的作用，壳聚糖/明胶基IPN海绵则起到了单程水泵的作用。水葫芦蒸发系统具有良好的蒸汽生成性能,在2.5日照度下,由于空穴增强效应,蒸汽生成速率最高可达3.17kg m-2 h-1,远高于TiO2颗粒和已报道的光热转化材料。更重要的是，MPT-h纳米粒子在IPN海绵中的嵌入有效抑制了垂直通道中细菌的生长，产生了抗菌的太阳能驱动水蒸发器。这种先进的海绵为太阳能废水处理提供了一种经济实用的可持续能源技术。
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