安徽农业大学生物质健康家居团队在太阳能界面海水淡化方面取得的研究进展

安徽农业大学生物质健康家居团队在太阳能界面海水淡化方面取得的研究进展

安徽农业大学林学与园林学院陈玉霞教授和郭勇教授在中科院一区top期刊《清洁生产》（《Journal of Cleaner Production》）发表了题为《源于天然丝瓜藤的高性能海水淡化系统：一种简单、高效、环保的生物基太阳能蒸发器解决方案》（High-performance desalination systems from Natural Luffa Vine: A simple, efficient and environmentally friendly solution for bio-based solar evaporators）的文章。该研究受植物藤蔓超强水分输送能力和特殊孔隙结构的启发，利用天然和简单工艺改性丝瓜藤制备太阳能海水淡化装置，同时实现了高效蒸发和耐盐沉积。

该研究以农业废弃丝瓜藤为原料，采用表面碳化、KOH处理与冷冻干燥相结合的方法制备太阳能蒸发器。在1个太阳光下，表面碳化后的丝瓜藤基太阳能蒸发器单个柱体水蒸气蒸发速率高达3.26 kg·m-2·h-1，蒸发效率（118%）甚至超过了理论极限。天然丝瓜藤的多层级三维梯度孔隙结构形成了自发的盐回流体系，使其具有优异的抗盐沉积性能，连续使用36小时后，几乎没有盐沉积。基于丝瓜藤的太阳能蒸发器脱盐率超过99.9%，对染料和含油废水也有很好的去除效果。该研究有效解决了植物来源的生物基太阳能蒸发器高效蒸发与耐盐沉积不易兼得的技术瓶颈，为绿色低碳生物质太阳能海水淡化装置的开发提供了新思路。

近年来，淡水资源的日益短缺引起了人们的广泛关注。太阳能界面水蒸发实现海水淡化被认为是清洁生产淡水的一种有利的途径。然而，太阳能界面蒸发器同时实现较低的水蒸发能耗、高效水蒸发速率和优异的耐盐沉积能力仍然是一项挑战。

林学与园林学院硕士生吕燕、博士生徐润民、张凯婷和洪璐讲师为共同第一作者，陈玉霞教授和郭勇教授为论文的通讯作者，我校为论文第一完成单位与通讯作者单位。该研究得到安徽省重点研究与开发计划项目、安徽省科技重大专项、国家级创新创业训练项目、安徽省研究生教育质量工程项目资助和安徽省健康睡眠家居产品工程研究中心及安徽省研究生联合培养示范基地的重要支持。该论文的相关研究成果同时也申请了国家发明专利。