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来源：高分子科学前沿|
发表时间：2023-02-03
点击：28055
通过基于水凝胶的蒸发器产生太阳能蒸汽 (SSG) 已显示出淡水生产的巨大前景。然而，开发在高盐度盐水中具有稳定 SSG 性能的水凝胶蒸发器仍然具有挑战性。在此，相分离的聚两性离子水凝胶基蒸发器具有海绵状结构，包含相互连接的孔隙以实现稳定的 SSG 性能，其通过甲基丙烯酸磺基甜菜碱 (SBMA) 在水-二甲基亚砜 (DMSO) 混合溶剂中的光聚合制备。结果表明，在竞争吸附的驱动下，所得聚（磺基甜菜碱甲基丙烯酸酯）（PSBMA）水凝胶的结构可以很容易地通过 DMSO 的体积比进行调整以实现相分离。优化的相分离 PSBMA 水凝胶结合了两性离子水凝胶独特的抗聚电解质作用，在盐水中表现出快速的水传输能力。在相分离的 PSBMA 水凝胶蒸发器表面引入光热聚吡咯颗粒后，稳定的水蒸发速率≈2.024 kg m−2 h−1，太阳能转化为蒸汽的效率高达 ≈97.5%，浓度为 3.5 wt.% 盐水是在模拟太阳光照射 (1.0 kW m−2) 下获得的。令人惊讶的是，即使在高强度太阳辐射 (2.0 kW m−2) 下，蒸发率也保持稳定。预计具有海绵状多孔结构的聚两性离子水凝胶蒸发器将有助于开发用于高盐度海水应用的 SSG 技术。
图1 使用不同溶剂制造 PSBMA 水凝胶以及由此产生的多孔结构的示意图。 a) 通过光聚合在混合溶剂中制备具有不同孔结构的水凝胶。可以通过控制混合溶剂中组分的体积比来调整结构。b) 有或没有相分离的聚合物链状态。c) SSG 期间水凝胶中的水吸收和运输。
封面来源：图虫创意
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