能够在阳光下连续高效地产生清洁水并具有良好的脱盐能力的太阳能热水蒸发结构对于水脱盐是非常需要的，但是其实现仍然具有挑战性。近年来，MXene作为一种新型二维材料，已经被证明用作淡化海水的太阳光吸收体材料具有很大的前景。

有鉴于此，南开大学梁嘉杰教授等人，设计并制造了一个分层的太阳能吸收体系结构，包括一个3D MXene微孔骨架和垂直对齐的MXene纳米片，并装饰有嵌有钴纳米颗粒的金属-有机骨架衍生的二维碳纳米板的垂直阵列。

本文要点

1）以MXene纳米片和Co-MOF为前驱体，设计制备了一种具有多级结构的钴纳米颗粒-碳纳米片/MXene泡沫材料（Co-CNS/M foam）。制备的材料由竖直排列的MXene纳米片组装成3D微孔骨架，表面生长了嵌有钴纳米颗粒的垂直2D碳纳米片。

2）这三种类型的光热材料的合理集成使得Co-CNS/M foam具有宽带光吸收、高效光热转换、低热量损失、快速输水，以及大大提高耐腐蚀和抗氧化能力：（1）由MOF碳化得到的2D纳米片可以增强光的吸收。（2）碳质材料的分子热振动和钴纳米颗粒的等离子体热集中效应提高了光热转换效率。（3）无定型碳纳米片和多孔骨架结构降低了复合材料的热导率。（4）亲水的竖直多孔通道结构有助于快速的水传输。（5）MXene表面的碳纳米片提高了MXene骨架的化学稳定性。（6）太阳光吸收体和水体之间带有亲水通道的聚苯乙烯隔热层可以抑制热量的损失并将积累的盐转移扩散回水体，提高了整个淡化体系的抗盐结晶能力。

3）在一个太阳光强度辐照下，Co-CNS/M foam的太阳光-蒸汽转换效率可以达到93.39%，平均为93.06%，超过了目前所报道的所有基于MXene的光热材料。在经过100小时的辐照之后，水的产生速率可保持91%以上，表明所设计的蒸发体系具有良好的长期稳定性和抗盐结晶能力。

总之，该工作为开发用于可持续太阳光-海水淡化所需的MXene基新型太阳光吸收体提供了新的思路。

参考文献：

Xiangqian Fan et al. A MXene‐Based Hierarchical Design Enabling Highly Efficient and Stable Solar‐Water Desalination with Good Salt Resistance. Advanced Functional Materials, 2020.

DOI: 10.1002/adfm.202007110

https://doi.org/10.1002/adfm.202007110