近日，在著名学术期刊Surfaces and Interfaces上发表题为“Preparation and simulation optimization of 3D modified PVA carbon-based photothermal evaporation materials with high evaporation rate and exceptional photocatalytic effects”的研究型论文，由我校环境科学与工程学院陈志莉团队完成。该团队在处理水资源短缺和海水受有机物污染的问题过程中取得进展，设计出能同步实现太阳能海水淡化和水体中污染物降解去除的界面蒸发材料。

本研究以聚乙烯醇为原料，在其中掺杂具有良好光热转换性能的物理法少层石墨烯和具有良好光催化效果的α型氧化铋，通过原位聚合法、反复冻融法等方法制备出具有高蒸发速率和有效光催化降解有机污染物的三维改性聚乙烯醇碳基光热蒸发材料，进一步结合COMSOL模拟软件，从材料形状、表面辐射度、相对湿度、压力以及水汽温度、逸散速度等方面在给定蒸发环境下对进行分析并迭代优化。

最终，优化后的模型在一个太阳光照下达到4.03kg/(m²⋅h)的高蒸发速率，较模拟优化前的3.22kg/(m²⋅h) 增加了25.16%，并且在模拟受亚甲基蓝染料污染(8mg/L)的北海海水蒸发实验中表现出3.06kg/(m²⋅h)的稳定蒸发速率，同时在进行连续光照实验中对蒸发水体中的亚甲基蓝达到了81%的光催化降解效果。证明这种蒸发材料不仅在海水淡化应用中具有高蒸发速率，同时在处理被有机物染料污染的海水中表现出很大的潜力和应用前景。

该研究受广西自然科学基金（No.2024GXNSFDA010068）和国家自然科学基金（No. 51966003）的基金资助。

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.surfin.2024.105632                        

图文摘要

（一审：李光学；二审：陈志莉；三审：）