迄今为止，海水淡化是缓解淡水短缺的一种很有前途的策略。在此，本研究通过静电纺丝以及随后的原位生长和模板蚀刻策略，制备了PAN@CoMn-LDH膜（PAN=聚丙烯腈；LDH=层状双氢氧化物）。得益于分层结构的优势，PAN@CoMn-LDH在1kW/m2太阳辐照度下表现出3.12kg/m2/h的较高纯水蒸发速率，太阳能-蒸汽转化效率为94.5%。此外，当应用于海水时，组装有PAN@CoMn-LDH膜的耐盐装置显示出3.06kg/m2/h的蒸发速率，8小时内没有显著下降。这种优异的光热性能可归因于以下事实：（1）大表面积的分层结构增强了对阳光的多次反射和吸收；（2）LDHs中丰富的-OH基团导致1307.1kJ/kg的低蒸发焓；（3）PAN@CoMn-LDH的窄带隙（1.79eV）扩大了太阳能吸收，促进了太阳能转化为热能，从而提高了光热性能。
图1.（a）PAN@CoMn-LDH膜的照片、（b-c）SEM图像、（d-e）HRTEM图像、（f）元素映射图像。PAN@CoMn-LDH膜中（g）Co2p、（h）Mn2p和（i）O1s的XPS光谱
图2.（a）PAN和PAN@CoMn-LDH膜的紫外-可见-近红外吸收光谱。（b）PAN和PAN@CoMn-LDH膜在1kW/m2太阳辐照度下不同时间的红外图像。（c）PAN和PAN@CoMn-LDH膜在1kW/m2太阳辐照度下的表面温度变化。（d）PAN@CoMn-LDH膜在1kW/m2太阳辐照度下的光热响应循环试验。
图3.（a）基于PAN@CoMn-LDH膜的太阳能蒸发器的示意图。（b）在1kW/m2的太阳辐照度下正常水的自然蒸发速率以及PAN和PAN@CoMn-LDH的纯水蒸发速率。（c）蒸发过程中PAN@CoMn-LDH薄膜在1kW/m2太阳辐照度下的表面温度变化（插图为60分钟的红外图像）。（d）PAN@CoMn-LDH膜在不同辐照强度下的纯水蒸发速率和太阳能-蒸汽转换效率。（e）PAN@CoMn-LDH膜10次循环的稳定性测试（（e）的插图为使用PAN@CoMn-LDH膜进行第一和第十循环中纯水的质量变化）。（f）在1kW/m2的太阳辐照度下，各种光热材料的纯水蒸发速率和太阳能-蒸汽转换效率的比较。
图4.（a）积盐蒸发器（A）和耐盐蒸发器（B）的示意图。（b）在海水淡化过程中，A和B装置的PAN@CoMn-LDH膜的照片。（c）在8h海水淡化过程中，A和B装置的PAN@CoMn-LDH膜的蒸发速率。（d）海水脱盐前后的Na+、Mg2+、K+和Ca2+浓度。（e）在1kW/m2的太阳辐照度下，使用PAN@CoMn-LDH膜引起的废水质量变化。（f）净化前后废水中Cd2+、Cr3+、Ni2+和Pb2+的浓度。
图5.（a）PAN@CoAl-LDH、PAN@CoCo-LDH、PAN@NiCo-LDH和PAN@CoMn-LDH膜的室温EPR光谱，（b）紫外-可见光谱，（c）Tauc图，（d）PL光谱。
图6.（a）太阳能驱动蒸发，（b）高效太阳能吸附，（c）降低的蒸发焓和（d）光热转换的示意图。
图7.（a）蒸发前和（b）蒸发后室外蒸发装置的照片。（c）9:00至17:00室外的太阳强度，（d）环境温度和湿度。（e）在9:00至17:00的室外蒸发实验中，正常水的自然蒸发速率和PAN@CoMn-LDH膜的纯水蒸发速率。（f）在9:00至17:00的室外蒸发实验中，正常水在自然蒸发条件下的质量变化，以及使用PAN@CoMn-LDH膜的纯水的质量变化。
