太阳能蒸发在污水处理、海水淡化等领域具有广阔应用。基于纳米材料的新型太阳能蒸发系统,特别是界面蒸发系统,与传统太阳能蒸发技术相比,具有热损失小、蒸发效率高的优势,极具开发和应用潜力。将光热纳米材料负载在基质上所得的光热膜是界面蒸发系统的核心部件。开发高效且低成本的光热转化材料是推进界面蒸发系统发展和应用的关键。此外,调整基质形状,使其产生降低光反射的作用,是提升膜光吸收特性乃至蒸发性能的有效途径。本论文致力于开发高效且低成本的光热膜,一方面率先将具有等离子共振效应的非贵金属镍及其复合材料用于制作光热膜,研究了它们的光吸收特性和光热蒸发性能,另一方面创新性地将便宜易得的金字塔型聚氨酯海绵用作基质,开发了新型且高效的石墨烯/金字塔型聚氨酯海绵光热膜。分别选用镍纳米粒子以及镍纳米粒子装饰的多壁碳纳米管为光热材料,将其负载在微孔滤膜上,制得了不同负载量的镍光热膜以及镍/碳纳米管复合光热膜,并对其光吸收特性以及蒸发性能进行了研究。结果表明,镍光热膜呈现宽带吸收,且在近红外区域的吸收能力随着波长持续增强;当负载量为20 mg时,所得镍光热膜达到最高的蒸发速率和蒸发效率,分别为1.02 kg·m^-2·h^-1和63.97%。对于镍纳米粒子装饰多壁碳纳米管膜,当其负载量为10 mg时,其吸光能力就高于20 mg镍光热膜;负载量达20 mg后,所得复合膜取得了75.75%的最高蒸发效率,与镍光热膜相比,提高18.41%;研究发现,因多壁碳纳米管和镍纳米粒子存在协同作用,使得复合光热膜的吸光性明显高于镍膜,但这种协同作用只有当多壁碳纳米管和镍纳米粒子直接接触时才会发生。镍/碳纳米管复合光热膜的宽带吸收、高效率以及低成本等优势使其具备实际应用潜力。分别选用平面型和金字塔型聚氨酯海绵为基质,将其用聚乙烯醇进行亲水改性后,负载石墨烯,得到了两种形貌的石墨烯/改性聚氨酯海绵光热膜,并对其光吸收特性和蒸发性能进行了研究。结果显示,对于未负载石墨烯的聚氨酯海绵,两种形貌都具有宽带吸收能力,但金字塔型的光吸收特性优于平面型;负载石墨烯后,平面型和金字塔型光热膜具有明显增强的光吸收特性,在400-2500 nm范围分别达到了92%和95%平均吸光率;平面型和金字塔型石墨烯/改性聚氨酯海绵在一个光强下都取得了高的蒸发效率,分别为78.06%和85.27%,后者较前者提升了9.23%。成本低、柔韧性好且蒸发性能高使得金字塔型石墨烯改性聚氨酯海绵在太阳能产蒸汽、污水处理和海水淡化领域应用前景广阔。