金属有机框架基材料应用于太阳能界面蒸发的研究进展

吴泽波，刘丹，李炎桐，尹辉斌（东莞理工学院广东省多能互补分布式能源系统重点实验室）

摘要：太阳能驱动的界面蒸发技术（solar-driven interfacial evaporation，SDIE） 可以将太阳能转化为热能用以从海水或废水中回收清洁的水，有效缓解日益严重的水资源短缺问题。光热转换材料是决定SDIE性能的关键因素之一，金属有机框架材料（metal-organic frameworks，MOFs） 具有结构可调、高孔隙率和高比表面积等优点，已被广泛应用于SDIE。MOFs衍生物在保留MOFs材料本身优势的同时，通过后改性等结构优化，将进一步赋予其强稳定性及多功能催化特性。将MOFs与金属、金属氧化物、碳纳米管和聚合物等功能材料复合，可以明显改进SDIE性能。本文介绍了SDIE性能评估指标，重点综述了MOFs基材料（包括MOFs、MOFs衍生物和MOFs复合材料） 在SDIE中的最新研究进展，讨论了各MOFs基材料在SDIE中的促进作用，简述了MOFs基蒸发器在海水淡化、污水处理和发电等领域的应用，分析了MOFs基蒸发器的前景和挑战。结合MOFs基蒸发器的研究现状，指出降低MOFs的制备成本、加强对MOFs衍生的金属硫/碳化物的开发、通过掺杂金属或设计三维蒸发器结构提高光热性能等，是MOFs基蒸发器未来研究和开发的重点方向。

关键词：金属有机框架；太阳能；界面蒸发；光热转换；海水淡化