对于界面太阳能驱动水蒸发(ISSG)技术，如何最大限度地利用多孔结构中的蒸发表面(CE)来促进水汽化受到了广泛关注。然而，由于水汽自由扩散过程缓慢，并且一些孔隙具有封闭的壁，因此产生的水汽可能会被困在孔内，从而延缓蒸发过程。此外，除了考虑多孔结构的蒸发过程外，还一定要通过改进蒸发器的配置设计来优化蒸发器的能量管理。综上，合理设计三维开孔太阳能蒸发器对于实现高蒸发率和提高能源效率是非常必要且具有挑战性的。
武汉纺织大学徐杰、包海峰和南澳大学徐浩兰等人借助Pickering乳液模板法，使用棉纤维素（CC）和芳纶纳米纤维（ANF）作为骨架支撑成分，黑色聚吡咯（PPy）作为光吸收剂，制备了在大孔壁和棉纤维/芳纶纳米纤维（CC/ANF）贴片的间隙中具有微米级大孔和超小纳米级孔隙的3D圆柱状气凝胶基太阳能蒸发器。其中，独特的开放式多级多孔结构具备优秀能力的透气性，可促进蒸发器基体内的水汽快速逸出。此外，利用CE的优势，制备的3D太阳能蒸发器从周围环境和大量水中收集额外的能量，以促进水的蒸发。
气凝胶具有高度多孔的结构，这不仅有利于光能收集，而且促进了水的输送和水汽扩散。基于这些优势，本文使用Pickering乳液聚合法构建了基于CC/ANF基体的气凝胶光热蒸发器，具体制备流程如图1(a)。
CAP气凝胶的吸水性能会影响太阳能水蒸发的供水。在CAP气凝胶上滴一滴水（3μL）后，水滴在0.20秒的极短时间内完全消失（图2a），证实其具备优秀能力的吸水能力。与CC不同的是，CAP气凝胶的吸水速度很快，这可能是由于其无序的多孔结构，及ANF间的大孔和小间隙。在吸水过程中，气凝胶基体应具有可靠的机械强度，以抵抗重力和水表面张力引起的结构坍塌。没有ANF的CC/PPy（CP）气凝胶与水接触时会发生形状收缩，而CAP气凝胶在吸水后无显著的变化（图2c），表明ANF在保持结构完整性方面具有不可或缺的作用。
通过红外图像监测CAP气凝胶在1太阳照射下的光热转换能力。CAP气凝胶顶面温度最初为25.6 °C，光照射30 s后迅速升高至57.7 °C，随后温度缓慢升高，60 s时温度为59.4 °C，5 min时温度为62.7 °C，10 min时温度为63.3 °C。当辐照时间延长至60 min时，样品顶面的温度稳定在67.7 °C，与原始状态相比，温度明显上升了42.1 °C。表面温度的显著升高表明CAP气凝胶能够将太阳能转化为热能进行水的汽化。
为了评估ASE的性能，在1太阳光照下记录了水的质量损失。对比仅以冰为模板的气凝胶，根据结果得出，Pickering乳液模板在增强水蒸发方面起着至关重要的作用。尽管所有样品都具有微米级的大孔，但超小的纳米级孔隙保留在大孔壁中，以形成Pickering乳液模板样品的分层多孔结构，而冰模板法样品仅显示出单个大孔结构，其致密的大孔壁被PPy覆盖，这可能会减少水汽化的蒸发表面积。在这种独特的多级多孔结构中，相互连接的微米级大孔促进了水汽扩散/逸出，而大孔壁或CC/ANF间隙中较小的纳米级孔隙扩大了水蒸发的蒸发表面积。当这两种孔隙的成分处于平衡状态时，能够达到最佳的蒸发速率。
太阳能驱动水蒸发的目的是利用不可饮用的水资源生产清洁水。基于太阳能蒸发器产生的蒸汽使用由透明聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）盖和塑料底座组成的装置进行冷凝和收集（图5a）。当太阳能蒸发系统置于光照下时，由于冷凝水在其内壁上积聚，透明PMMA盖迅速变得模糊（图5b）。对于模型海水的太阳能蒸发收集的冷凝水符合世界卫生组织的要求，证实蒸发器在海水淡化中具有较强的可行性（图5c）。
本文使用Pickering乳液模板法制备了圆柱状 CAP 气凝胶，所制备的 CAP 气凝胶具有无序的分层多孔结构，包括微米级的大孔以及大孔壁上或 CC/ANF 贴片之间的超小纳米级孔隙。这种独特的气凝胶能在 1 太阳光照下进行全冷表面蒸发，在此期间不仅消除了所有的能量损失，同时还从环境中收集了大量的太阳能和额外能量，从而明显地增加了用于产生蒸汽的总能量输入，使蒸发率达到 5.368 kg m-2 h-1。实验证明，制备的太阳能蒸发器可用于淡化模型海水和净化染料废水。
本文创造性地使用Pickering乳液模板法制备了具有微米级大孔和超小纳米级孔隙的圆柱状气凝胶基太阳能蒸发器，其不仅仅具备较高的蒸发率，而且能源效率也得到了提高。
在本文中，气凝胶的多级开孔结构表现出优异的透气性，气凝胶多级多孔结构的不同优异性能间的协同作用也值得探索。
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