太阳能驱动的界面水蒸发技术为可持续海水淡化及废水处理提供了绿色解决方案。然而，现有材料面临光热转换效率低、因盐分积累导致性能退化以及制备成本高昂等挑战。本文，常州大学成骏峰 副教授团队在《Journal of Environmental Chemical Engineering》期刊发表名为“Laser-structured bamboo-graphene bilayer evaporator for solar-driven, scalable, and salt-resistant water purification”的论文，研究基于激光照射的氧化石墨烯（GO）涂层与天然竹材，开发了一种双层太阳能蒸发器，实现了高效、稳定且低成本的海水淡化与废水净化。
通过一步激光照射，GO涂层同时实现还原、多孔化和功能化，形成具有高光热转换效率和分级介孔结构的蒸发界面。结合竹子垂直排列的微通道，该装置实现了协同水运输-蒸发，在1太阳强度下达到2.03 kg·m⁻²·h⁻¹的蒸发速率。在长时间海水淡化过程中，该装置保持了1.5 kg·m⁻²·h⁻¹的稳定蒸发速率，展现出卓越的耐盐性。此外，该蒸发器对含染料和金属的废水具有出色的净化能力（>99.8%）。值得注意的是，该装置可通过调整竹子单元数量实现规模化，并在长时间户外水蒸发实验中保持稳定性能。与传统生物质基蒸发器相比，本研究为设计高效、经济且简便的高性能太阳能蒸发器提供了新策略，为可持续水净化领域的实际应用奠定了基础。
本研究通过将激光照射的GO涂层与天然竹子相结合，成功构建了一种高效、低成本且稳定的双层太阳能蒸发器。激光照射实现了GO的一步还原、多孔化和功能化，形成了一种具有卓越光热转换效率和分级介孔结构的涂层。通过精确调节sp²碳域比例和缺陷密度，实现了光吸收和蒸发性能的协同提升。竹材的垂直排列微通道与亲水激光诱导多孔L-GO涂层相结合，实现了高效的水运输-蒸发协同作用，在1太阳强度下达到2.03 kg·m⁻²·h⁻¹的蒸发速率。独特的“动态水盐平衡”机制赋予了该装置出色的耐盐性。值得注意的是，该蒸发器具备双重优势：（1）低成本（4.4–7.4 USD/m²）且环保的制备工艺，无需化学还原剂或复杂模板；（2）对含染料和金属的废水具备多功能净化能力（去除效率>99.8%）。对放大版原型的户外验证进一步证实了其在实际条件下的稳定性能（蒸发速率为1.5 kg·m⁻²·h⁻¹，持续9小时）。本研究为基于生物质和激光加工的高性能太阳能蒸发器设计提供了新颖见解，有望显著拓展激光辐照技术在太阳能驱动的工业废水处理与资源回收领域的应用前景。
文献：https://doi.org/10.1016/j.jece.2025.118084
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