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基于超疏水性MXene沉积物的织物蒸发器，具备双模式自修复功能，用于抗结垢的太阳能海水淡化系统
《Advanced Fiber Materials》：Superhydrophobic MXene Sediment-Based Fabric Evaporator with Dual-Mode Self-Healing Function for Anti-scaling Solar Desalination
【字体： 大 中 小 】 时间：2026年03月21日 来源：Advanced Fiber Materials 21.3
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双模式自修复超疏水光热织物通过电喷雾制备并集成MXene和TiO?纳米颗粒，实现92.9%宽光谱吸光率与90.7%太阳能效率，在50次盐尘污染循环后仍保持1.95 kg m?2 h?1产水率。
目前，由于超疏水表面的耐久性较差，其在防止太阳能驱动的界面蒸发过程中盐分积累方面的应用受到限制。本研究开发了一种超疏水光热织物（ITMS@PET），该织物通过电喷方式在聚酯织物上涂覆亚胺键交联的聚二甲基硅氧烷基超分子聚合物（I-PDMS）、二氧化钛纳米颗粒（TiO2 NPs）和MXene沉积物（MS），从而具备在常温下自发自愈以及在光热作用下加速自愈的双模功能。从MXene合成过程中回收的MS为织物赋予了宽频谱吸收能力，在200–2500纳米范围内吸收率为92.9%，有效解决了成本和资源浪费的双重问题。得益于高键能I-PDMS与增强型TiO2 NPs的协同作用，ITMS@PET织物在经受磨损、洗涤、化学腐蚀、紫外线照射、户外环境及极端温度考验后仍能保持其超疏水性。此外，在自由能最小化的驱动下，动态亚胺键会迁移到受损区域，使ITMS@PET织物在20°C下4小时内实现自愈，而在1太阳光照射下这一过程可加速至16分钟。值得注意的是，将ITMS@PET织物与棉棒和隔热材料结合制成的太阳能蒸发器能够抵抗盐分和灰尘污染导致的性能下降，在1太阳光照射下可实现1.95 kg m?2 h?1的出水通量和90.7%的太阳能转化效率，并且经过50次循环使用后性能依旧稳定。本研究提出了一种稳定、高效、经济且环保的淡水生产方法，有效解决了超疏水太阳能蒸发器耐久性不足的问题。
目前，由于超疏水表面的耐久性较差，其在防止太阳能驱动的界面蒸发过程中盐分积累方面的应用受到限制。本研究开发了一种超疏水光热织物（ITMS@PET），该织物通过电喷方式在聚酯织物上涂覆亚胺键交联的聚二甲基硅氧烷基超分子聚合物（I-PDMS）、二氧化钛纳米颗粒（TiO2 NPs）和MXene沉积物（MS），从而具备在常温下自发自愈以及在光热作用下加速自愈的双模功能。从MXene合成过程中回收的MS为织物赋予了宽频谱吸收能力，在200–2500纳米范围内吸收率为92.9%，有效解决了成本和资源浪费的双重问题。得益于高键能I-PDMS与增强型TiO2 NPs的协同作用，ITMS@PET织物在经受磨损、洗涤、化学腐蚀、紫外线照射、户外环境及极端温度考验后仍能保持其超疏水性。此外，在自由能最小化的驱动下，动态亚胺键会迁移到受损区域，使ITMS@PET织物在20°C下4小时内实现自愈，而在1太阳光照射下这一过程可加速至16分钟。值得注意的是，将ITMS@PET织物与棉棒和隔热材料结合制成的太阳能蒸发器能够抵抗盐分和灰尘污染导致的性能下降，在1太阳光照射下可实现1.95 kg m?2 h?1的出水通量和90.7%的太阳能转化效率，并且经过50次循环使用后性能依旧稳定。本研究提出了一种稳定、高效、经济且环保的淡水生产方法，有效解决了超疏水太阳能蒸发器耐久性不足的问题。
