Synergistic Dual‐Mechanism Localized Heat Channeling and Spectrum‐Tailored Liquid Metal Hydrogels for Efficient Solar Water Evaporation and Desalination

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作者
Shengdu Yang,Yushun He,Junwei Bai,Junhua Zhang
出处
期刊:Small [Wiley]
卷期号:19 (43) 被引量:35
标识
DOI:10.1002/smll.202302526
摘要

Photothermal hydrogels featuring broadband light absorption abilities and highly hydrated networks provide an appealing mass-energy transfer platform for water evaporation by using solar energy. However, the targeted delivery of solar heat energy to power the water evaporation process remains challenging. Herein, enlightened by metal-phenolic coordination chemistry and camouflaged architecture, photothermal hydrogels with dual-mechanism vaporization structure are tactfully designed via a rational interfacial engineering and integration strategy to enable near-µm heat confinement and highly efficient light-to-heat conversion ability. The spectrum-tailored liquid metal droplet (LMGAs-FeIII ) and optimized carbon-wrapped silver nanowire sponge (Ag@C750 ) are integrally built as photothermal promotors/channels and jointly embedded into a highly hydratable poly(vinyl alcohol) hydrogel, denoted as PALGH, to synergistically boost water molecule activation and interfacial vaporization behavior by triggering robust photothermal performance. As a result, under one sun irradiation, the all-embracing PALGH hydrogel evaporation system achieves a brine evaporation rate to a high level of 3.47 kg m-2 h-1 , and >19 L m-2 clean water of PALGH is ideally delivered daily when purifying natural seawater. This work offers not only a rational design principle to create sophisticated photothermal materials but also replenishes insight into solar heat generation and water transportation in a cross-media system.
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