导语

      针对现有界面蒸发材料难以同步实现高效光热转换和低水蒸发焓的难题，江西科技师范大学卢宝阳团队提出了一种“铁-醛协同动态共价锚定”策略，成功构建了双交联共轭聚合物水凝胶蒸发器（MEPH）。该蒸发器在1个太阳光条件下蒸发速率达4.95 kg m⁻² h⁻¹，能量转换效率超过95%。相关研究成果发表于Chinese Journal of Polymer Science，为新一代高性能水凝胶太阳能蒸发器提供了一种设计新范例。

重要成果

提出了一种铁-醛协同动态共价锚定的原位构建策略(图1)。在材料制备过程中，通过Fe³⁺离子同步实现羟甲基EDOT单体的氧化聚合与聚乙烯醇链的物理配位，进而利用戊二醛进行共价交联锁定，形成结构稳固的PEDOT-PVA双网络水凝胶（图1）。

图1 铁-醛协同动态共价锚定构建水凝胶策略示意图

 基于PEDOT-PVA双网络水凝胶，构建了兼具高效光热转换与低蒸发焓的水凝胶太阳能蒸发器（MEPH），蒸发焓显著降低至732 J g⁻¹。蒸发器在1倍太阳光条件下蒸发速率达4.95 kg m⁻² h⁻¹，能量转换效率超95%，性能居共轭聚合物水凝胶类蒸发器前列。经30次循环测试性能损失小于5%，循环稳定性良好。水净化测试结果表明，所制作的MEPH蒸发器的染料及重金属离子去除率超过99%。作者进一步基于MEPH蒸发器构建了海水淡化-作物种植系统，户外实验中该系统产出的淡水可显著促进了作物生长，有望实现其在可持续农业灌溉领域的实际应用。

图2 MEPH蒸发器户外净水效果测试及其海水淡化-作物种植系统构建

总结与展望

     MEPH水凝胶蒸发器具备高效的产水效率和优异的长期稳定性，可直接用于海水淡化、高盐废水处理及可持续农业应用。铁-醛协同动态共价锚定”策略，为高效太阳能蒸发材料设计开辟了新思路，也为海水淡化-作物种植系统构筑及应用探索提供了新思路。

背景介绍

淡水资源短缺已成为全球性挑战，全球超过20亿人面临水资源压力，而海水淡化是重要的解决途径之一。太阳能驱动界面蒸发技术因其零碳排放、低能耗和易于分布式部署的特点，被视为最具潜力的绿色淡化技术之一。光热材料如碳基材料（如石墨烯）、等离激元金属纳米颗粒（如金、银）和有机半导体聚合物（如PEDOT、PPy）等难以协同实现高效光热转换与低水蒸发能耗。高性能光热材料（金属颗粒等）疏水性强，水分子在其表面或内部需要克服更高的能量势垒（蒸发焓高）。亲水性优异的材料（水凝胶等）光热转换能力有限，这种“光热性能”与“水活化能力”之间的固有矛盾，制约了蒸发器件的效率与实用化进程。因此，开发能够兼具高效光热转换与低蒸发焓的新材料，成为推动该技术走向实际应用的关键突破口。

本文相关成果发表于Chinese Journal of Polymer Science。论文第一作者为东华理工大学博士生李政，通信联系人为卢宝阳教授。

Citation: Li, Z.; Yao, M. T.; Qiu, Z. Y.; Xu, J. K.; Lu, B. Y. Fe3+-coordinated dual-crosslinked conjugated polymer hydrogels with ultrahigh evaporation rate for efficient desalination and sustainable agriculture. Chinese J. Polym. Sci. 2026, 44, 632-643

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