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水是一切生命的源泉,促进社会经济发展。虽然地球70%的面积被水覆盖着,但供于人类生存的淡水只有2.5%3%,随着人口迅速增长、全球变暖以及越来越严重的水污染,如今整个世界都面临着淡水资源短缺的局面。而近年来,可再生能源作为一种清洁友好的能源,利用可再生能源运行小规模海水淡化装置越来越重要,未来也具有可以为调水困难的沿海城市提供应急补充水源的优势,将太阳能、风能、地热能等可再生能源和海水淡化技术系统结合,是一种解决气候变化和水资源短缺问题的可行方案。与传统的海水淡化方法相比,太阳能海水淡化法是一种清洁、可持续、节能的淡水生产方式。例如,镍黑用于太阳能热水器已经被商业化,但还未应用于海水淡化领域,所以受此启发,本论文对镍黑光热材料的合成过程以及海水淡化性能进行了研究,以期能达到节省能源,减少全球环境污染等问题。本论文首先通过水热合成法,按硝酸镍和六次甲基四胺摩尔比为1:2的比例,在泡沫镍基底(NF)上生长纳米结构的氢氧化镍Ni(OH)2,之后高温处理氢氧化镍-泡沫镍Ni(OH)2/NF复合多孔材料前驱体,探索不同的煅烧温度和时间,使Ni(OH)2转变为不同厚度的氧化镍NiO纳米结构,并对其进行一系列的物性表征和性能测试,以便可以找到最优的煅烧温度和时间,最后通过水热还原法,调控还原剂水合肼的浓度和时间,使NiO/NF还原生成镍黑-泡沫镍Ni-NiOx/NF复合多孔材料。SEM和TEM测试结果表明Ni-NiOX/NF具有两种形貌,是由金属Ni纳米颗粒和具有缺陷的NiOX纳米片状结构组成。一方面,由于金属Ni纳米粒子的等离子体效应和具有缺陷的NiOX引起的表面载流子迁移,Ni-NiOX/NF具有很高的太阳吸收能力,吸收率达到90.31%;另一方面,它具有较低的导热系数,使得从泡沫镍层到下方大量水体的热传递最小化,有利于局域高温的产生,而且制备的Ni-NiOx/NF由于具有较高的接触角,可以在没有任何材料的情况下自浮在水面上,具有了在水面自我持续界面加热的能力,从而提高了光热转换效率,其泡沫镍基底的高孔隙率不仅实现了高的光捕获能力,还可以促使流体流动到结构中,以补充表面水蒸发。种种的优势使得Ni-NiOx/NF的平均蒸发速率达到了1.41kg m-2 h-1,平均太阳光热转换效率约为93.88%,最优样品的蒸发速率为1.45 kg m-2 h-1,太阳能转换效率为96.30%,并且所得材料Ni-NiOx/NF对渤海海水的淡化效果明显,每种离子的浓度降低了约3个数量级,均低于世界卫生组织(WHO)和美国环境保护署(EPA)的标准,并且通过循环稳定性能测试表明,不论在海水还是淡水中都具有较好的稳定性和较高的蒸发率。所以本论文展示了一种高效太阳能海水蒸发材料,能够最大限度地利用太阳能,并将热能损失最小化,可大规模应用于海水淡化领域,大幅度解决淡水资源匮乏的问题。