随着社会的发展,人类对水资源的需求不断增加,导致水资源严重匮乏,从而使得生态系统恶化,这严重影响了人类的基本生活。为了解决此类突出问题,研究人员们利用清洁无污染的太阳能作为光热驱动,通过光热材料对海水进行淡化生产可供人类饮用的水。与传统的海水淡化相比,太阳能海水淡化具有环保、节能以及低成本等优点,是一种清洁无污染的绿色技术。基于此,本文设计制备了多孔三维网状结构的光热转换水凝胶,并将其应用于海水淡化。本论文分为四章。第一章为绪论部分,第二章为MXene基玉米淀粉/海藻酸钠复合水凝胶的制备及其光热性能研究,第三章为基于PVA的双层光热水凝胶的制备及其光热性能研究,第四章为基于磁性纳米粒子双层水凝胶的制备及其光热性能研究。第一章绪论对海水淡化的背景,传统的海水淡化技术和太阳能技术进行简单介绍,重点论述了光热材料和水凝胶的概念及应用。第二章MXene基玉米淀粉/海藻酸钠复合水凝胶的制备及其光热性能研究以MXene为光热材料,氯化钙为交联剂,通过氢键作用将其与低成本的海藻酸钠和玉米淀粉交联形成具有三维网状结构的光热水凝胶。通过扫描电镜和紫外可见近红外仪对水凝胶的形貌和性能进行分析。同时,利用氙灯太阳能模拟器对水凝胶的水蒸发性能、海水淡化性能和稳定性进行测试。结果表明水凝胶具有较好的光热转换性和脱盐性,并可应用于海水淡化领域。第三章基于PVA的双层光热水凝胶的制备及其光热性能研究以聚乙烯醇（PVA）为水凝胶基底,阳离子型离子液体作为抗盐性材料,过硫酸铵为引发剂,在N,N-亚甲基双丙烯酰胺的交联作用下通过碳碳双键的自由基聚合反应形成粘稠状液体,然后在冷冻条件下PVA分子链通过氢键再次交联形成水凝胶亲水层。接下来将多巴胺在碱性条件下聚合成聚多巴胺,并将它与PVA,吸光材料MXene混合倒入所制备好的亲水层再次进行冷冻交联形成双层结构水凝胶。其中下层PVA的羟基可与上层中聚多巴胺、聚乙烯醇的羟基,氨基等官能团通过氢键作用互相交联,所以两层之间可以紧密连接形成双层水凝胶,然后将其用作太阳能蒸发器进行探究。我们利用紫外可见近红外光谱仪、扫描电子显微镜,接触角测量仪等对蒸发材料进行表征。在氙灯太阳光模拟器的照射下,对太阳能蒸发器的蒸发性能,耐盐性和海水淡化性能进行测试。结果表明,水凝胶蒸发器由于聚多巴胺和MXene的协同吸光性使其具有良好的光热转换性能。第四章基于磁性纳米粒子双层水凝胶的制备及其光热性能研究在第三章的基础上,我们对水凝胶蒸发器进行了改进,此章我们利用四氧化三铁的磁力和重力影响,将其与单体对苯乙烯磺酸钠,N-异丙基丙烯酰胺在十六烷基三甲基溴化铵胶束溶液中通过自由基聚合反应交联形成具有三维网状结构的水凝胶。四氧化三铁纳米粒子受磁力和重力影响均匀沉积在水凝胶一侧形成了上层吸光,下层吸水的双层结构水凝胶。这不仅节省了吸光材料,而且增强了吸光性能。最后,我们使用紫外可见近红外光谱仪、扫描电子显微镜,接触角测量仪等仪器对蒸发材料进行表征,在氙灯太阳光模拟器的照射下,对水凝胶蒸发器的蒸发性能,耐盐性和海水淡化性能进行测试。结果表明,水凝胶具有较好的耐盐性和稳定性,在解决水资源短缺方面有很大发展潜力。