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近幾十年來，淡水資源短缺已成為人類可持續發展的重要威脅之一。預計到2025年，全球三分之二的人口將面臨水資源短缺的問題。在中東、阿拉伯、北美、亞洲和世界其他地區，人們開始使用海水淡化技術來滿足對淡水的需求。最常用的海水淡化技術有：多級閃蒸、多效淡化、蒸汽壓縮和滲透膜電滲等，然而，傳統的海水淡化技術需要通過燃燒化石能源來驅動，這大大增加了溫室氣體的排放。因此，迫切需要開發能夠以可再生清潔能源為動力的淡水生產和廢水處理技術。

近(jin)年來(lai)，太陽(yang)能光(guang)熱(re)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)技術(SPST)因其從(cong)(cong)各種(zhong)水(shui)(shui)源(如(ru)海水(shui)(shui)、河流/湖泊和(he)(he)(he)(he)污水(shui)(shui))中(zhong)生產(chan)淡(dan)水(shui)(shui)的(de)(de)(de)巨大潛力而(er)受到越(yue)來(lai)越(yue)多的(de)(de)(de)關(guan)注(zhu)。人們(men)對SPST器(qi)件的(de)(de)(de)光(guang)熱(re)效(xiao)(xiao)(xiao)應材(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)和(he)(he)(he)(he)合(he)理的(de)(de)(de)結構(gou)設計進(jin)(jin)行了大量的(de)(de)(de)研究(jiu)，綜述了光(guang)熱(re)轉換(huan)過程的(de)(de)(de)基礎、高效(xiao)(xiao)(xiao)光(guang)熱(re)轉換(huan)材(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)設計——光(guang)收集、水(shui)(shui)傳(chuan)輸和(he)(he)(he)(he)熱(re)管理。然(ran)而(er)，各種(zhong)SPST器(qi)件的(de)(de)(de)制備(bei)方法(fa)、光(guang)熱(re)轉換(huan)系統的(de)(de)(de)設計和(he)(he)(he)(he)優化以(yi)提高蒸(zheng)(zheng)汽(qi)蒸(zheng)(zheng)發速率和(he)(he)(he)(he)能量轉換(huan)效(xiao)(xiao)(xiao)率仍需進(jin)(jin)一(yi)步研究(jiu)。最近(jin)，四(si)川大學(xue)高分子科學(xue)與工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)程學(xue)院傅(fu)強教授/鄧(deng)華教授/陳顯春副教授團隊(dui)綜述了SPST的(de)(de)(de)最新(xin)設計和(he)(he)(he)(he)應用。認為(wei)光(guang)熱(re)效(xiao)(xiao)(xiao)應、快速供水(shui)(shui)和(he)(he)(he)(he)流暢的(de)(de)(de)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)通道以(yi)及(ji)合(he)理的(de)(de)(de)熱(re)管理是實現高效(xiao)(xiao)(xiao)SPST的(de)(de)(de)三(san)個關(guan)鍵因素。提出了一(yi)個新(xin)的(de)(de)(de)“工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)具盒”的(de)(de)(de)概(gai)念(nian)來(lai)分析SPST，該(gai)概(gai)念(nian)從(cong)(cong)近(jin)五年關(guan)于(yu)(yu)SPST約100篇高被(bei)引論文中(zhong)總(zong)結出材(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)典(dian)型(xing)(xing)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)方法(fa)和(he)(he)(he)(he)特(te)點，如(ru)表1所示。其中(zhong)“工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)具盒”的(de)(de)(de)概(gai)念(nian)分為(wei)三(san)類(lei)：加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)類(lei)型(xing)(xing)（T）、一(yi)次(ci)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)(P)和(he)(he)(he)(he)二次(ci)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)(S)。T型(xing)(xing)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)具代(dai)表聚合(he)物(wu)和(he)(he)(he)(he)填(tian)料(liao)(liao)(liao)(liao)以(yi)及(ji)填(tian)料(liao)(liao)(liao)(liao)和(he)(he)(he)(he)填(tian)料(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)類(lei)型(xing)(xing)；P型(xing)(xing)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)具是選(xuan)擇用于(yu)(yu)構(gou)建SPST器(qi)件的(de)(de)(de)材(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)；S型(xing)(xing)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)具主要代(dai)表用于(yu)(yu)構(gou)成(cheng)最終SPST器(qi)件的(de)(de)(de)特(te)定加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)方法(fa)。

表1“工具盒”：SPST加工過程中的加工類型和特定的加工工具

通過這一(yi)概念，本工作討(tao)論(lun)了(le)(le)光熱(re)效應(ying)材(cai)料的(de)(de)制備方法，對供水材(cai)料的(de)(de)表面(mian)(mian)、結(jie)構和(he)類型進行了(le)(le)分析(xi)，并(bing)提出(chu)了(le)(le)優化(hua)這些方面(mian)(mian)所(suo)采用(yong)的(de)(de)策略。進一(yi)步，還(huan)討(tao)論(lun)了(le)(le)影(ying)響(xiang)熱(re)管理的(de)(de)因素以控制熱(re)損失來確保(bao)熱(re)能(neng)最大限度用(yong)于蒸發，并(bing)總(zong)(zong)結(jie)了(le)(le)SPST加(jia)工方法的(de)(de)組合，如(ru)圖1所(suo)示。此外，總(zong)(zong)結(jie)了(le)(le)SPST在海水淡化(hua)、廢水處理和(he)能(neng)源再生等方面(mian)(mian)的(de)(de)典型應(ying)用(yong)。最后，總(zong)(zong)結(jie)了(le)(le)SPST所(suo)面(mian)(mian)臨的(de)(de)挑戰(zhan)和(he)關鍵問題，旨在為進一(yi)步發展SPST在清潔水生產和(he)應(ying)用(yong)領域提供全面(mian)(mian)的(de)(de)認識和(he)指(zhi)導(dao)。

圖1 A為基于“工具盒”概念的SPST三個關鍵要素及其制備方法，B為SPST關鍵因素的加工方法組合（紅色字母代表用于構建三個關鍵因素的加工方法的工具，黑色是構成完整SPST的加工方法的其他工具代碼）。

該(gai)工作(zuo)為進一步(bu)發(fa)展SPST在清潔水生產和應用領(ling)域提供新的認識和指導。相關成果以“Recent Progress in Solar Photothermal Steam Technology for Water Purification and Energy Utilization”的論文(wen)發(fa)表在《Chemical Engineering Journal》期(qi)刊上，四川大(da)學(xue)高(gao)分子科學(xue)與工程學(xue)院博(bo)士研究生陳傳亮為本(ben)文(wen)第一作(zuo)者，鄧華教授(shou)和陳顯春副教授(shou)為本(ben)文(wen)通訊作(zuo)者。感(gan)謝(xie)國家自然科學(xue)基金(jin)(51922071)和高(gao)分子材料工程國家重點實驗室(Grant No.sklpme2020-2-02)對本(ben)工作(zuo)的支(zhi)持。原文(wen)鏈接://doi.org/10.1016/j.cej.2022.137603。