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近年来兴起的气液界面太阳能加热海水蒸馏淡化技术被认为是解决海岛地区淡水资源短缺问题的有效方法之一。但是蒸馏过程中形成的高温必然加速有机污染物挥发进入冷凝淡化水,造成水质安全风险。本文以碳纳米管(CNTs)、二硫化钼/碳三氮四复合材料(g-C3N4/MoS2)为光热转换材料,无尘纸(ALP)为吸水材料、聚氨酯海绵(PUS)和聚乙烯膨胀泡沫(EPE)为隔热材料,过硫酸钠(PS)为辅助氧化剂,设计组装了 CNTs蒸馏组件(简称CNTs-FSS)和g-C3N4/MoS2蒸馏组件(简称CM-FSS),分别研究了两种蒸馏组件提升海水蒸发速率并同步削减典型有机污染物进入冷凝淡化水的效能和作用机制。两种蒸馏组件的工作机制:吸水材料通过毛细作用把海水输送到光热转换材料;光热转换材料吸收太阳能加热附着的海水,并通过吸附、光催化以及MoS2活化与气液界面高温热活化过硫酸钠的催化氧化作用削减有机污染物进入冷凝淡化水;隔热材料则把热量集中在气液界面使其不扩散到下层水体。CNTs-FSS蒸馏组件能有效提升水蒸发速率并通过吸附的方式削减典型有机污染物进入冷凝淡化水。CNTs-FSS蒸馏组件对波长范围300-2000 nm太阳光的吸收率最高可达97.33%,1个太阳光照强度下,水蒸发速率为0.88 kg/m2·h,是纯水直接光照蒸发的2.80倍。以卡马西平、硝基苯和萘普生为模型有机污染物,直接光照蒸馏制备的淡化水中三者的浓度分别是初始浓度的29.4%、42.4%和4.3%,CNTs-FSS蒸馏组件制备的淡化水中三者的浓度下降至初始浓度的10.2%、17.1%和 0.5%。相比于CNTs-FSS,CM-FSS蒸馏组件能进一步提升水蒸发速率并通过吸附、光催化以及MoS2活化与气液界面高温热活化过硫酸钠的催化氧化方式削减典型有机污染物进入冷凝淡化水。CM-FSS蒸馏组件对波长范围300-2000nm太阳光的吸收率最高可达96.19%,1个太阳光照强度下,水蒸发速率为1.23 kg/m2·h,是纯水直接光照蒸发的4.09倍。利用CM-FSS蒸馏组件对500 μg/L卡马西平,500.0μg/L硝基苯和50 mg/L罗丹明B三种典型污染物溶液进行蒸馏,冷凝淡化水中三种有机污染物浓度分别下降至235.3μg/L,236.2 μg/L和0.9 mg/L;而在蒸馏体系中引入过硫酸钠(PS)后,冷凝淡化水中三种有机污染物的浓度下降更为明显,甚至完全去除。CNTs-FSS蒸馏组件在纯水和海水表面漂浮30天,2个太阳光强度照射下,水蒸发速率分别稳定在1.54-1.58 kg/m2.h和1.50-1.57 kg/m2.h。CM-FSS蒸馏组件在纯水表面漂浮30天,1个太阳光照强度下,水蒸发速率稳定在1.15-1.23 kg/m2·h。说明CNTs-FSS和CM-FSS两种蒸馏组件都具备良好的耐久性和稳定性。最后,以东海海水为研究对象,淡化水中常规水质指标(如电导率、阳离子(Na+、K+、Ca2+、Mg2+)和阴离子(F-、C1-、NO3-、SO42-))均符合《饮用水水质准则》(WHO)、《美国饮用水水质标准》(EPA)和《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)。