福建农林大学材料工程学院袁占辉教授团队在工程技术领域国际TOP期刊Chemical Engineering Journal上在线发表了题为“Construction of a 2D lamellar membrane for a combination of photocatalytic hydrogen evolution and photothermal water evaporation”的研究论文。本文是该团队在前期二维层状膜的构建和应用工作的基础上，在光催化分解水析氢和光热水蒸发方面取得的又一创新性成果。基于传统二维半导体氯氧化铋（BiOCl）纳米片和一维的纤维素纳米纤维(CNFs)、碳纳米管(CNTs)和CNF@CNT自组装体，设计并制备了系列二维层状膜。构建的2DLMs含有丰富的狭缝状微孔，有利于水分子的快速输送。CNTs的引入显著增强了可见光和红外光区的光吸收，从而有效补充了光催化剂在模拟太阳光下的光吸收能力。首先吸收太阳能并将其转化为局部热量，然后微孔中的水以蒸汽的形式蒸发。结果表明，由于CNTs的引入带来了更高的光吸收和局部热转换，从而促进了水分的蒸发，2DLMs的表面温度迅速上升至46.6℃左右。BOC-CNF@CNT的水蒸发效率最高，蒸发速率为2.05 kg·m⁻²·h⁻¹。由于局部温度升高导致电子-晶格碰撞增加，从而激活吸附的反应物并导致催化活性增加。同时，CNTs作为光生载流子的转移通道，提高了电子与空穴的分离，降低了界面电荷转移阻力和光生载流子的复合。结果表明：CNTs的引入有利于光催化析氢性能的提高，BOC-CNF@CNT的光催化性能最高，产氢量为22.64 μmol·g⁻¹·h⁻¹，分别是BOC-CNF和BOC-CNT的1.99和1.42倍。