在过去的几十年里,全球人口的快速增长、社会现代化的稳步推进以及气候变化加剧了全球淡水短缺问题,严重影响了生态系统的可持续发展。目前,通过低温多效蒸馏和反渗透过滤技术,已经为缓解淡水短缺危机做出了巨大的努力。然而,这些传统方法通常成本高、能耗高,导致了其他的环境问题。因此,急需开发具有成本效益、无污染和可持续的水净化技术。而太阳能作为一种绿色、稳定、丰富的可再生能源,具有可持续、高能源产出的优势。太阳能光热转换技术,例如家用供暖、海水淡化和发电,在过去几十年一直是学术研究和工业化努力的主题。而太阳能蒸发可以直接传递热量,是一种收集太阳能并实现水纯化的有效途径。由于太阳辐射是蒸汽产生的唯一能源输入,各种吸光材料,包括碳材料、有机聚合物、等离子体金属纳米粒子和半导体等,已被用来提高转换效率。本文对几种典型的太阳热能驱动蒸汽发生器进行了比较分析。在此基础上,提出了进一步研究的方向。设计并制作了小型太阳能蒸汽发生器实验装置。由于太阳辐射是蒸汽产生的唯一能源输入,迄今为止,各种光热转换材料,如金属纳米粒子和碳材料等已被作为太阳吸收剂用来提高转换效率。然而,尽管已经投入了大量努力,但是这些材料在实际应用方面仍面临着几个明显的挑战。例如,金属纳米颗粒因为其复杂、昂贵的制造技术和用于吸收和光热转换狭窄的光带宽而受到限制;半导体材料,虽然成本较低,但往往面临大规模制造实际应用的挑战。因此,稳定、易于大规模生产、性价比高的高效光热转换材料仍是备受期待的。基于上述研究背景,本文采用碳基/水凝胶复合材料在太阳光照射下产生光热协同效应以进一步提升光热转换效率,并组装了太阳能蒸发器,在一个太阳光的照射下探究其在太阳能光热水纯化应用中的可行性。具体的研究内容如下:（1）通过分子组装技术在碳化三聚氰胺（CF）泡沫上制备了一种柔性、可拉伸、亲水的PVA/PEDOT:PSS水凝胶（PPPH）。对所得到的PPPH-CF膜的微观结构进行观察,发现其是一种具有片状包裹含微孔结构的三维立体骨架,可以提供丰富的微纳米通道,便于水的输送和蒸发。通过傅里叶变换红外光谱（FT-IR）和拉曼光谱对其进行化学结构分析,证明了 PP与PVA通过分子间氢键（SO3-H+）作用,而氢键作用的形成可以增强两组分间的互溶性,改善相应的力学性能。各种光热性能测试验证了所制备的PPPH-CF膜具有优异的光吸收能力、较低的导热系数、潮湿条件下的高热扩散性能,以及良好的亲水性,这为PPPH-CF膜具有优异的光热蒸发效率奠定了一定的基础。将PPPH-CF膜用于光热水纯化,盐和污染物,包括染料,重金属,甚至细菌,均可以达到很好的清除效果。此外,值得一提的是,通过海水循环脱盐和机械性能测试证明了 PVA和PEDOT:PSS之间的氢键作用使得PPPH-CF膜坚固耐用,并可以通过简单快速的冲洗从而进行重复使用。（2）为了进一步研究碳基/水凝胶材料以及AgNPs在太阳能光热界面水纯化中的协同效应,借助光沉积法和溶胶-凝胶技术制备出了 AgNPs@CC/PVA水凝胶（ACPH）膜以用于太阳能蒸发器。通过对其进行观察微观形貌、光热性能测试,证明所制备的ACPH膜具有三维多孔结构、较高的光吸收以及低导热系数,因此便于水的输送,可以最大程度地吸收阳光,减少对环境的能量损失。从而大大提高阳光的利用率,以实现高效的光热转换,这是AgNPs与CC协同光热效应的结果。此外,将ACPH膜应用于光热水纯化,对染料、重金属和盐的均表现出较高的去除率。（3）为了进一步的降低太阳能蒸发器的成本,研制了一种低成本、高效的基于蒲棒-琼脂糖水凝胶（CCAH）的太阳能界面蒸发装置。通过对其微观结构进行观察,表明CCAH膜具有竹节状的中空结构,可以使材料表现出良好的毛细现象,能够为水的运输提供微纳米管道。化学结构分析结构证明了 CCAH膜中存在氮官能团,能够提高CCAH膜的亲水性。紫外可见-近红外光谱（UV-vis-NIR）也表明CCAH膜在整个太阳光谱中均具有良好的吸收特性。接触角测试验证了 CCAH膜优异的亲水性能,为良好的光热转换性能奠定了坚实的基础。此外,将CCAH膜应用于废水处理与海水淡化,高效液相色谱（HPLC）结果表明其对有机染料污水具有良好的净化效果,电感耦合等离子光谱（ICP）结果显示其对重金属离子和海水盐离子具有令人满意的去除效果。