水分子相变界面调控机制与高效蒸发净水反应器

蒸发是自然水循环再生的重要一环。人工优化蒸发可获得水和水中盐分资源。然而，由于缺乏对水分子/离子与相变界面作用的深入认知，制约了蒸发净水效能。团队对水分子/离子与相变界开展原位观测，深入解析了水分子相变的分子机制，提出界面官能团调控策略，优化蒸发吸热和冷凝放热，提升水回收率（Natl. Sci. Rev., 2023）。同时，团队提出孔道电荷调控策略，实现一价/二价阴离子分离结晶（ACS Nano, 2025）。团队进一步构建并优化了光热蒸发反应器，实现高效脱盐净水，并系统评估了其应用成本及推广潜力，为实现SDG6.1提供有力支撑（Nat. Commun., 2024）。团队进一步将稳定蒸发技术拓展至加湿领域，开发了高通量加湿帘、布水器等关键组件，优化结构与流场，缓解加湿元件浓差极化，提升加湿通量。同时，集成微流场强化电极组件，研发杀菌-阻垢一体化智能加湿器，成功推向市场并获广泛认可，创造了显著经济与社会效益。该成果加深了对水分子/离子与相变界面相互作用的认知，为蒸发净水技术的发展提供了理论和技术支撑。

蒸发-冷凝协同驱动苦咸水净化供水技术与装置。a 蒸发与冷凝过程的能量效率对净水过程的影响；b 光热蒸发净水原理与装置设计