随着全球人口的增加和工业污染的日益加剧,淡水资源短缺已经成为限制人类可持续发展的重要问题。太阳能界面蒸发淡化海水以其利用清洁能源净化水的巨大应用潜力而受到研究者的广泛关注。近年来,金属纳米粒子、半导体材料、有机聚合物和碳基材料等已经被广泛应用于光热蒸发领域并取得了较大进展,但是材料成本高、制备方法复杂、光热效率低等问题限制了其大规模应用。同时蒸发器在淡化海水或净化废水时,水体中的金属盐或有机杂物可能将供水孔洞堵塞而影响蒸发效率及光热材料的循环使用。因此,研究设计出成本低廉、制备简单、光热转换效率高、可循环使用的光热界面蒸发器是至关重要的。本论文以生物质（或其废弃物）为构筑单元,设计制备层级高效界面蒸发器。具体研究内容如下:（1）聚合物涂层萝卜基光热材料的制备及其光热性能研究。以白萝卜为基底,利用原位聚合法将多巴胺或吡咯聚合于萝卜表面,通过真空冷冻干燥将萝卜原有的蜂窝状孔洞结构打开,制备出聚合物涂层的萝卜基光热材料,研究其吸光性能、亲水性能和蒸发稳定性能;通过超强吸水性的滤纸和低导热率的聚乙烯泡沫构建层级界面光热蒸发器,探究蒸发器件的水运输、热管理和光热转换性能。结果表明,聚合物涂层萝卜基光热材料性能优异,经聚吡咯和聚多巴胺改性的萝卜基材料光吸收能力分别为98.12%和85.63%,在光照下能实现稳定地光热蒸发,光热转换效率分别为98.97%和89.01%。（2）甘蔗渣基气凝胶光热材料的制备及其光热性能研究。以生物质废弃物甘蔗渣为原料,将部分甘蔗渣碳化后球磨制备成碳粉,部分甘蔗渣经过水热反应制备成类纤维素物,将碳粉和类纤维素物按不同比例混合,利用海藻酸钠和氯化钙的交联作用制备光热气凝胶。以一维强吸水性棉芯和聚乙烯泡沫为导水材料和隔热材料构建出三维界面蒸发器,研究蒸发器件的光热性能、循环性能及海水淡化、染料废水净化能力。结果表明,甘蔗渣基气凝胶具有优异的光热性能和循环使用性能,气凝胶内部的三维网状结构能有效降低水的蒸发潜热,在一个太阳光强下的蒸发量达到了1.36Kg·m-2·h-1,且在海水淡化和染料废水净化等方面拥有良好的应用潜力。