随着社会的发展,淡水资源短缺逐渐成为亟待解决的全球性问题,而目前投入使用的海水淡化技术如热蒸馏、电渗析、纳滤膜等都存在高成本、低效率且产生对环境有害的副产物等一系列问题,因此迫切需要开发新型的可扩展的淡化海水技术。太阳能水蒸发生成技术通过利用太阳能作为可再生清洁能源,并且利用光热转换材料将太阳能转化为热量定位在材料表面,实现水的蒸发和淡化,产生清洁淡水资源的同时也将对环境的负面影响降到最低,是一种高效、可持续发展且环境友好的海水淡化技术。近年来,衍生出许多基于水凝胶的光热转化材料,水凝胶可以在具有良好热定位能力的同时,通过其链段上的亲水基团与水分子通过相互作用而产生更多弱键合的中间水,促使水的活化,进一步提高蒸发速率。本论文利用还原氧化石墨烯的高吸光率以及良好的稳定性,将其与不同的生物质的大分子复合在一起制备出不同的石墨烯基复合水凝胶作为光热转化材料,具体研究内容如下:（1）我们通过利用抗坏血酸对GO和CNC的混合溶液进行部分还原得到RGO/CNC复合水凝胶RCH,保留了体系亲水性的同时,引入CNC减小RGO的堆叠,并且RCH通过提高中间水含量降低了蒸发焓。此外,我们增加RCH高度,从而吸收环境能量,制备出一种具有高蒸发速率以及超过理论蒸发效率极限的太阳能蒸发器,在1 kW m-2强度下,30 mm高度的RCH-10可以实现3.61 kg m-2h-1的蒸发速率以及128.8%的能量转化效率。并且RCH在海水淡化、废水处理等实际应用方面也具有和其他方法相当的性能和更低的成本,具有广阔的前景。（2）我们通过利用抗坏血酸部分还原GO/鱿鱼汁（squid ink）的混合溶液制备出复合水凝胶RSH,然后将RSH通过定向冷冻制备出具有垂直排列对齐的通道的A-RSH用于太阳能驱动水蒸发,A-RSH具有更快的水传输速率。另外,RGO纳米片与squid ink具有协同光热效应,可以提高体系的光吸收率,从而提高了光热转化和热管理能力,RGO与squid ink与水分子相互作用产生弱键合水,降低蒸发焓,最终在1 kW m-2强度照射下,达到了2.22 kg m-2h-1的蒸发速率和98.2%的光热转化效率。这种石墨烯复合水凝胶具有良好的抗盐性能并且在应用于海水淡化、废水处理产生清洁水时具有99.9%的离子截留率。