Ion‐Regulated Water Activation in Plasmonic Aerogels for Highly Efficient and Salt‐Resistive Solar Desalination

材料科学 海水淡化 等离子体子 盐(化学) 离子 电阻式触摸屏 纳米技术 气凝胶 化学工程 光电子学 膜 有机化学 化学 工程类 电气工程 生物 遗传学
作者
Xiangcheng Shan,Zhipeng Yin,Yuechen Jia,Fuyu Liu,Yong Wang,Jiarui Kong,Xiaoyang Song,Min Zhang,Yida Li,Haiguang Zhang,Fanran Meng,Dongling Ma,Qingzhe Zhang,Yongguang Yin,Yong Zhi Cai
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:36 (6) 被引量:27
标识
DOI:10.1002/adfm.202514279
摘要

Abstract Interfacial solar evaporation (ISE) offers a sustainable route for water purification, yet its practical application remains constrained by interfacial salt crystallization, inefficient water activation, and operational instability in hypersaline or contaminated environments. Herein, an ion‐regulated plasmonic aerogel that couples broadband photothermal conversion with hydration‐state modulation for high‐performance solar desalination is reported. The engineered titanium nitride‐polyimide aerogel (TiN/PIA), fabricated via organic ice‐assisted unidirectional freeze‐casting, features hierarchical porosity, directional water transport channels, and exceptional salt‐rejection capability. Remarkably, the optimized evaporator, 0.4‐TiN/PIA, achieves an ultrahigh evaporation rate of 4.22 kg m −2 h −1 in 7 wt% saline and maintains 2.96 kg m −2 h −1 in 25 wt% hypersaline under 1‐sun illumination, exceeding performance in pure water. Mechanistic investigations reveal that Cl − ions reduce the evaporation enthalpy through Hofmeister salting‐in effects, validated by Raman spectroscopy, differential scanning calorimetry, and molecular dynamics simulations. Long‐term field trials demonstrate continuous operation with real seawater and industrial wastewater over 8 days without fouling. This study establishes a new paradigm of ion‐mediated water activation in photothermal materials and offers a robust platform for efficient solar‐driven water purification in real‐world conditions.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
1秒前
思柔发布了新的文献求助10
2秒前
崔芳俊完成签到,获得积分10
2秒前
碧蓝的寄翠完成签到,获得积分10
2秒前
大喜发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
机智绝悟完成签到,获得积分10
2秒前
100发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
无辜玉米发布了新的文献求助10
3秒前
小蘑菇的应助被庾北瑶采纳,获得10
3秒前
Ava的应助被贝利亚大王采纳,获得10
4秒前
搜集达人的应助被谨慎的秋烟采纳,获得10
4秒前
6秒前
冷静香菇完成签到,获得积分10
6秒前
今后的应助被che采纳,获得10
6秒前
6秒前
7秒前
我是老大的应助被ma采纳,获得10
7秒前
whui发布了新的文献求助10
7秒前
fdl发布了新的文献求助10
7秒前
迅速的时光完成签到,获得积分10
7秒前
李健的应助被逝去的身影采纳,获得10
8秒前
yanami发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
雪山大地完成签到,获得积分10
10秒前
烟花的应助被不散的和弦采纳,获得10
10秒前
10秒前
11秒前
evvj发布了新的文献求助10
11秒前
qw发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
丘比特的应助被100采纳,获得10
12秒前
yzx发布了新的文献求助10
12秒前
wang完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
谭英发布了新的文献求助10
13秒前
大胆的从云的应助被雪山大地采纳,获得30
13秒前
14秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Energie-Contracting 1500
Spec 401: Standards for Jet Fuel Facility and Equipment Commissioning and Flushing at Airports, 2026.1 (Original Issue) 1000
Spec 103: Standard for Jet Fuel Quality Control at Airports, Revision 2026.1 1000
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
二维钙钛矿人工光电突触的可塑性及应用的研究 500
Topological Photonics: Fundamentals and Applications 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8095066
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9506538
关于积分的说明 21455075
捐赠科研通 7668850
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3406152
关于科研通互助平台的介绍 2534199
邀请新用户注册赠送积分活动 2445572