具有双层纳米-微米结构的纤维素纸基底，用于增强等离激元光热加热和太阳能蒸汽生成

摘要： 等离子体纳米粒子（如金纳米粒子AuNPs）因其优异的光热性能，已被广泛应用于海水淡化与水净化的太阳能蒸汽生成领域。这类纳米粒子通常锚定在多孔支撑材料中以方便操作并增强吸水性。然而，在提升光在多孔支撑体内向纳米粒子的传输效率以实现更高效光热加热方面进展有限。本研究展示了一种通过定制多孔结构的纤维素纸支撑AuNPs来增强光吸收从而实现高效光热加热的方法。该纸张由锚定AuNPs的纤维素纳米纤维（上层）和纤维素浆料（下层）构成双层结构，形成垂直方向上的纳米-微米级双重多孔结构。其中浆料衍生的底层微结构能将透射光反射回上层的AuNPs，从而提高其光吸收率。实验表明：在相同AuNPs含量下，相较于单层AuNPs-纤维素纳米纤维纸，这种双层结构在1倍太阳光照下展现出更优异的光热加热性能（温度从28°C升至46°C）和太阳能蒸汽生成速率（1.72 kg m?2 h?1）。此外，相同光照条件下该双层纸的单位AuNPs水蒸发速率比现有最先进的AuNPs-多孔材料高出两倍以上。该策略为贵金属等离子体纳米粒子的高效利用及太阳能蒸汽生成技术的进一步发展提供了新途径。