近期Chin Chem Lett在线发表了哈尔滨工业大学王威课题组文章，题目：Bimetallic composite carbon fiber with persulfate mediation for intercepting volatile organic compounds during solar interfacial evaporation, doi: 10.1016/j.cclet.2024.110000.
太阳界面蒸发（SIE）是太阳能蒸馏中效率最高的技术，也是目前能源匮乏的偏远、岛屿和受灾地区最有希望和可持续的供水策略之一。在SIE过程中，原水被提升到光热材料表面并加热蒸发获得净水。近年来，SIE的大部分研究集中在提高太阳能热材料的吸热能力和水分蒸发能力，二维材料的光热转化率可达80%，水分蒸发速率可达到近2 kg m-2 h-1或更高。然而，许多水体（如地表水和处理后的废水）中含有挥发性有机化合物（VOCs），由于挥发性有机化合物的饱和蒸汽压低于水的饱和蒸汽压，因此挥发性有机化合物可以与水同时汽化，在SIE过程中VOCs挥发并浓缩在蒸出水中，对环境和人体健康构成威胁。研究人员已经开发了许多方法来解决这一问题，如芬顿催化氧化、光催化技术、选择性渗透光热材料等。然而，过程的复杂性和稳定性或材料的成本效益低下仍然限制了这些方法的实施潜力。以过硫酸盐（PDS）为电子受体的高级氧化工艺（SAOP）已成为学术界和工程界的研究热点。PDS在常温常压下非常稳定，在一定条件下可产生具有较高氧化还原电位的羟基自由基（•OH）和硫酸根自由基（SO4•-），对有机污染物进行强氧化。太阳能光热是SIE系统激活PDS去除VOCs的重要优势。然而，只有太阳能加热激活SAOP不能有效地降解VOCs。由于碳基材料优异的光热性能和过渡金属较高的PDS活化活性，可以将二者结合在SIE系统中，实现光热和催化活化过程的协同。在SIE过程中，含有PDS的原水被提升到光热材料界面；在热和催化剂的激活下，自由基可以连续产生；挥发性有机化合物可以迅速降解，避免挥发到蒸出水中。
基于以上考虑，本文利用过渡金属（Fe和Co）制备了一种稳定的双金属复合碳纤维膜（C/FeCo膜），该复合膜具有良好的太阳能吸收和水分蒸发效率（1个太阳下1.48 kg m-2 h-1），可以在PDS的介导下有效拦截和降解挥发性有机化合物。在苯酚初始浓度为5~35 mg/L、初始盐度为0~3.5%等不同条件下，C/FeCo膜蒸发器在蒸发过程中对挥发性苯酚的截留率均接近100%，且双金属浸出率较低，氧化剂用量较少。羟基自由基（•OH）、硫酸盐自由基（SO4•-）、超氧自由基（O2•-）和单线态氧（1O2）是该体系的主要活性物质。此外，用于实际河水净化时，能有效降解复杂的天然挥发性有机化合物，蒸出水达到中国饮用水标准。这项工作有望在SIE过程中拦截VOCs，扩大太阳能蒸馏在生产清洁水、处理废水等方面的应用潜力。
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