海水淡化是解決淡水資源緊缺這一全球性問題的重要途徑，傳統的海水淡化技術通常需要消耗化石能源，不可避免地造成污染。太陽能光熱海水淡化技術的出現為解決這一問題提供了新的途徑。過去幾年里，多種光熱轉換材料（碳基材料、半導體材料、有機材料、等離子體材料等）及器件被開發，并應用于海水淡化。但光吸收體的光譜響應基本在可見光范圍，對于光譜相對較寬、熱量更高、穿透能力更強的紅外光卻利用較少，材料/器件制備成本高、工藝復雜、易老化、穩定性差等缺點，嚴重的阻礙了該技術的實際應用。因此，開發新型高效的近紅外光熱轉材料/器件，對推動太陽光熱海水淡化技術的發展及實際應用具有重要意義。

近日，上海師范大學楊仕平教授和卞振鋒教授帶領研究團隊采用一步溶劑熱法和沉淀沉積法，制備了 Cu⁺ 自摻雜的 CuS/Matrimid? 5218 柔性膜材料，該材料具有較強的近紅外吸收、快速光熱轉換，在海水淡化反應中表現出較高的光熱轉化效率以及優異的穩定性。該成果以“A flexible copper sulfide composite membrane with tunable plasmonic resonance absorption for near- infrared light-driven seawater desalinatione model”為題，發表在英國皇家學會期刊 Environmental Science: Advances 上。

該工作以 PVP 為 Cu⁺ 調節劑，通過調節水熱過程中 PVP 的濃度，調控Cu⁺ 的分布及含量（優化 CuS 的能帶結構），實現了 CuS/Matrimid? 5218 膜材料的等離子體吸收共振的調控。在 808 nm 紅外光的照射下，最優材料在海水及污水的蒸發過程中，實現了快速的光熱轉化（10s 可將海水加熱至沸）及海水蒸發性能（25kg●m^-2●h^-1）。此外，由于 CuS 涂層與 Matrimid? 5218 通過梯度高溫固化，確保了 CuS/Matrimid? 5218 具有較好的高溫耐受性。這些結果為進一步利用 CuS 材料進行合理設計和制備可調諧的近紅外光轉換材料提供了啟示和理論指導。

• A flexible copper sulfide composite membrane with tunable plasmonic resonance absorption for near-infrared light-driven seawater desalination
  Lu An, Chengbin Wang, Qunfeng Feng, Zhenmin Xu*, Qiwei Tian, Wei Chai, Shiping Yang*(楊仕平,上海師范大學) and Zhenfeng Bian*(卞振鋒,上海師范大學)
  Environ. Sci.: Adv., 2022
  http://doi.org/10.1039/D1VA00043H

  

  
  

安璐

上海師范大學

本文第一作者，上海師范大學高級實驗師，碩士生導師，長期從事 Cu₂O、自摻雜 CuS 和金納米球/納米棒等無機納米材料的設計、開發及其在環境治理及腫瘤診療方面的應用研究。在 Angew. Chem. Int. Ed., Biomaterials, Nano Today，ACS Appl. Mater. Interfaces 等刊物上發表論文 60 余篇，被 3000 余次，單篇最高被引 55 次。授權中國發明專利 7 項。2018 年榮獲上海自然科學三等獎（排名第五）。2019 年入選上海市青年科技英才揚帆計劃。

許振民

本文通訊作者，上海應用技術大學講師，上海稀土學會監事，主要從事基于光催化 VOCs 的高效去除以及水體凈化的 MOFs 基復合材料的合成、界面耦合及調控技術，以及光熱、光電、光芬頓等協同技術的環境凈化應用及機理探究。已在 ACS ES&T Engg、Nano Energy、Solar RRL 等期刊發表文章 10 余篇，授中國發明專利權 8 項。

卞振鋒 教授

上海師范大學

本文通訊作者，上海師范大學教授，博士生導師，一直從事光催化基礎理論研究，涉及固廢中貴金屬的光催化清潔回收基礎理論，光催化污染控制理論、催化劑合成方法學三個方面。以第一/通訊作者發表 SCI 論文 50 余篇，包括 Nature Sustainability、Environ. Sci. Technol.、Nature Commun.、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed. 等。入選國家優秀青年基金（2015）、上海市優秀學術帶頭人（2021, 青年）等人才計劃。先后榮獲 2015 年度上海市自然科學一等獎，排名第二；榮獲 2018 中國商業聯合會科技獎一等獎，排名第三；獲 2013-2014 年度太陽能光化學與光催化研究領域優秀青年獎。現為上海市稀土學會理事長、中國可再生能源學會光化學專委會副主任、資源化學教育重點實驗室執行主任、中國感光學會光催化專業委員會委員等。

楊仕平 教授

上海師范大學

本文通訊作者，上海師范大學教授，博士生導師，教育部資源化學和上海市稀土功能材料重點實驗室副主任、上海高校分子影像探針于傳感器重點實驗室主任、中國稀土學會常務理事。自從2008年以來，一直從事無機納米磁性材料、有機-無機雜化碳納米管、功能配合物納米粒子在磁共振成像、熒光成像、藥物的可控緩釋、光熱治療、磁熱治療、光動力學治療等方面的研究。目前在 Angew. Chem. Int. Ed.、Adv. Funct. Mater.、Biomaterials、Adv. Healthc. Mater. 等雜志發表文章 100 余篇，授權專利 40 余項，并以第一完成人獲得 2017 上海市基礎教育一等獎和 2018 上海市科學技術進步三等獎。