近年來，太陽能界面蒸發技術由于其低成本、無污染、可持續等優點，在應對全球淡水資源匱乏領域展現出巨大的應用前景。如何巧妙設計高效光熱蒸發器是光熱界面蒸發技術的關鍵核心和難點問題。木材是最豐富、可持續、且結構豐富的材料之一，具有天然多孔結構和表面豐富官能團的木基功能材料為開發新型高效太陽能光熱蒸發器開拓了新的思路。

近日，南京林業大學理學院教師在國際能源領域頂級期刊《Nano Energy》（中文譯名《納米能源》，影響因子：17.881）上發表題為“Design and performance boost of a MOF-functionalized-wood solar evaporator through tuning the hydrogen-bonding interactions”的研究論文（2022,95:107016）。

研究團隊基于巴沙木的三維多孔結構、快速水傳輸和隔熱等特性，利用纖維素功能基團與金屬陽離子的靜電吸附效應，實現了金屬有機框架(MOF)材料在木材孔道中的原位生長，成功制備出改性修飾的木基復合光熱蒸發器。

分子動力學模擬計算結果表明：木材中原位生長的MOF納米顆粒能夠有效減弱水分子間的氫鍵密度，改變汽化勢壘，顯著降低界面水的蒸發焓，從而促進其在界面處的蒸汽轉化。

新型木基光熱蒸發器在一個標準太陽光強照射下獲得了2.70 kg m-2 h-1的快速蒸發速率，超過傳統二維光熱蒸發器蒸發速率的理論極限(~1.46 kg m-2 h-1)，同時對水環境中的重金屬和有機污染物具有高效的去除效果。

南京林業大學為成果第一完成單位，化學與材料科學系陸依副教授為第一作者，楊小飛教授和南澳大利亞大學徐浩蘭博士為共同通訊作者。該工作得到國家自然科學基金、江蘇省自然科學基金、南京林業大學標志性成果培育項目以及林源材料化學國際合作聯合實驗室的資助。

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https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S221128552200101X