淡水是人类生存不可或缺的资源,越来越多的国家采用海水淡化技术来缓解淡水短缺。传统的海水淡化技术往往需要较高的能耗,因此,太阳能驱动界面蒸发技术逐渐引起关注,提高其太阳能利用率的核心在于光热转换材料。贵金属材料虽然具有较好的光热转换性能,然而其价格却十分昂贵,因此,本论文考虑采用平价金属替代贵金属材料制备成光热转换膜,并对其进行改性优化。同时,光热转换膜的性能不仅与其本身的性质有关,也与其表面结构有关,所以设计更有利于光吸收结构也是本文研究的重点。首先,针对贵金属材料价格昂贵的问题,通过采用在光照条件下同样具有等离子体共振效应的镍进行替代,以达到有效降低成本的目的。通过采用化学浸镀法将镍黑沉积在多孔泡沫镍上制备出镍黑光热转换（C-Ni）膜,并将其应用于太阳能驱动界面蒸发中。结果表明,C-Ni膜表现出优异的光热转换作用,光吸收率可达93.87%、膜表面平均温度可达48.4℃、蒸发速率可达1.266 kg m-2h-1,并且太阳能-蒸汽转化效率达79.88%。C-Ni膜的光热转换性能高于泡沫镍,说明通过化学浸镀法沉积在泡沫镍表面的镍黑起到了较好的光热转换作用。在循环脱盐过程中,经过20次循环膜表面虽然沉积了大量的盐结晶,但是其蒸发速率仍然可以稳定在1.150 kg m-2h-1左右,且膜对Na Cl的截留率仍可以达到99%以上。其次,采用石墨烯对C-Ni膜进行复合改性。用电化学剥离法制备石墨烯悬浊液,并将其自然沉积成石墨烯光热转化（E-Gr）膜并测试其界面蒸发性能。结果表明,当电解质硫酸铵浓度和氨水浓度分别为0.1 M和0.001 M、工作电压为5 V时制备出的E-Gr膜的界面蒸发性能最好,膜表面平均温度可达44.1℃、蒸发速率可达1.267 kg m-2h-1并且太阳能-蒸汽转化效率达79.65%。再将石墨烯悬浊液混入化学浸镀液制备镍黑-石墨烯光热转换（C-Ni@Gr）膜,并将其用于界面蒸发。结果表明,C-Ni@Gr膜的界面蒸发性能高于C-Ni膜和E-Gr膜,其蒸发速率可以达到1.620 kg m-2h-1,太阳能-蒸汽转换率可以达到105.57%,说明石墨烯与镍黑在C-Ni@Gr膜中起到协同作用。然后,受到自然界中针叶树的多级结构可以充分利用阳光而四季常青的启发,通过电镀的方法制备出一种针叶状镍黑光热转换（E-Ni）膜,并用于界面蒸发。结果表明,在多级结构的“光陷效应”作用下,E-Ni膜的蒸发速率可达1.375 kg m-2h-1,同时还提高了膜的疏水性（WCA=152°）。在海水淡化过程中,随着循环次数的增加,E-Ni膜的蒸发速率可以稳定在1.200～1.400 kg m-2h-1之间,同时膜表面并没有明显的结晶盐产生。说明通过对膜的结构进行设计,可以达到有效提高膜的光热转换作用和抗盐性能的目的。最后,针对两步法制备镍黑-石墨烯光热转换膜过程复杂,且不具备有利于提升光热转换性能的多级结构的问题,通过一步电化学法制备出同时具备石墨烯改性和多级结构的镍黑-石墨烯光热转换（E-Ni@Gr）膜。该方法可以实现石墨烯电化学剥离并与镍黑共沉积在阴极泡沫镍上形成E-Ni@Gr膜。结果表明,E-Ni@Gr膜在界面蒸发过程中,蒸发速率可以达到2.050 kg m-2h-1,太阳能-蒸汽转化效率可以到135.99%。随着脱盐循环次数的增加,E-Ni@Gr膜的蒸发速率仍可以稳定在2.000 kg m-2h-1之间,膜的截留率仍可以达到99%以上,且E-Ni@Gr膜的界面蒸发性能高于C-Ni@Gr膜、E-Ni膜和C-Ni膜,说明采用一步电化学法制备E-Ni@Gr膜不仅操作简单,同时也可以提升镍黑光热转换膜的性能。本文是基于太阳能驱动界面蒸发技术进行海水淡化所开展的,对起到关键性作用的光热转换材料进行优化研究。首先通过采用廉价的镍替代贵金属,其次采用石墨烯碳材料对其进行改性,并且通过结构设计来提升膜的界面蒸发性能,最后,采用一步电化学法制备了性能更优的镍黑-石墨烯光热转化膜。本研究所制备的光热转换膜具有优异的光捕获能力和抗盐性,为膜的结构设计和贵金属光热转换材料的替代提供了新的可能性。