受淡水资源污染加剧、全球范围人口增加影响,现今人类社会面临着严重的水资源短缺危机。据估计到2040年,全球范围有接近三分之二的人将面临淡水资源危机。为缓解人口增长压力所带来的全球淡水资源危机,海水淡化已经成为现今解决这一问题的重要研究方向。不同于传统的需要消耗石油资源的间接淡化方式,利用太阳能光热水蒸发直接作用在光热吸收材料上,借助吸收材料的高光吸收率,良好的隔热能力能减少水蒸发过程中热能损失。聚乙烯醇水凝胶,作为光热吸收材料骨架以高亲水、可生物相容、低污染,且可与其他光热吸收材料相结合,同时其凝胶内部三维网络结构降低蒸发潜热,作为水分子运输通道,疏松多孔结构的低热导率,有效降低水蒸发过程热量的扩散,使得以聚乙烯醇基凝胶材料在光热水蒸发领域引起了研究者的重视。本文通过简便的冷冻解冻法制备基于聚乙烯醇水凝胶,结合碳纳米管和银纳米颗粒等光吸收材料,借助复合结构可调的亲水性和高吸收率,优化凝胶结构考察其在作为光热水蒸发器件时的效率。具体的研究内容如下:首先,通过冷冻解冻试验方法,借助戊二醛交联剂,通过调整聚乙烯醇浓度,与碳纳米管复合,制备了可调整亲水性的水凝胶。通过优化参数,得到了高亲水且具有三维多孔网络凝胶结构的光热蒸发材料,通过光学热学和水蒸发测试分析可知,碳纳米管/聚乙烯醇凝胶的光热水蒸发性能受亲水性影响,且得到了较高的水蒸发速率和出色的抗结盐能力。其次,将经过官能化处理的碳纳米管和硝酸银溶液均匀混合后干燥,再通过H2煅烧得到了接枝了银纳米颗粒的碳纳米管。利用银纳米颗粒的局域表面等离子体共振效应和碳纳米管的热效应,结合光学热学分析结果可知,银纳米颗粒的引入使得复合材料有着更高的升温热效应。最后,基于前两章的研究成果,利用聚乙烯醇含量可调整亲水能力和碳纳米管/Ag的出色热性能,以碳纳米管/Ag为吸光材料,通过冷冻解冻法辅以交联剂,制备了上下层亲水性不同的碳纳米管/Ag/聚乙烯醇双层凝胶,利用双层结构对水运输能力的管理和吸光材料杰出的热转换能力,在一个太阳光强度下达到了2.39 kg m-2 h-1的水蒸发速率,同时保持了凝胶出色的抗结盐能力。该研究成果为太阳能光热水蒸发领域提供了一种高效的光吸收材料方案。