高盐废水处理是水污染净化领域面临的重大挑战。高盐废水通常含有高浓度的氯化钠或其他盐离子，不仅增加了水处理的复杂性，还可能对处理设施造成腐蚀或结垢等问题。传统处理方法，如反渗透技术，虽然能有效去除盐分，但在处理过程中会遇到膜污染、能耗高和废水回收率低等问题。因此，研究新型材料或技术来提升高盐废水处理效率和可持续性具有重要意义。

东北地理所水环境污染与防治研究团队与清华大学曲良体团队合作开发了一种具有分级结构的双网络水凝胶（DNH），该水凝胶通过多机制协同交联工艺制备，具有高蒸发速率和超耐盐性（图1）。分级结构的形成不仅优化了蒸发表面的持续供水，还增强了光的吸收。通过调节水凝胶网络中酰胺基团（−CONH₂）的数量，实现了高效的水活化。因此，在1 sun条件下实现了4.0 kg m⁻² h⁻¹的高蒸发速率和超耐盐性，即使在高浓度盐水（25 wt% NaCl溶液）中连续蒸发12 h后，仍能保持与纯水相同的蒸发速率。

图1 具有分级结构的双网络水凝胶DNH,实现高蒸发速率和超耐盐性

在实际应用中，DNH对重金属污染的工业废水（图2a）、苏打盐碱水（图2b）都表现出极好的处理效果。采用中国北方近海海水进行了户外太阳能淡化实验，结果显示，水体中Na⁺、Mg²⁺、K⁺、Ca²⁺、B³⁺、HCO₃⁻、SO₄²⁻和Cl⁻的含量在处理后分别为 0.025、0.014、0.023、0.037、0.001、6.995、0.079和0.157 mg/L，对应的去除率分别为99.999%、99.999%、99.994%、99.990%、99.957%、95.062%、99.996% 和99.999%（图2d）。净化水中各种离子的浓度远低于中国和WHO规定的饮用水标准限值。此外，DNH具有良好的除菌效果（图2e），以及水下超疏油性，其对菜籽油、大豆油、玉米油和三种油性溶剂的接触角均超过145°（图2f），实现了优异的防污能力，体现了其广泛的应用潜力。

图2 基于DNH的太阳能水净化技术体系及效果评估。(a)DNH在重金属污染废水中的稳定性评估；(b)DNH在盐碱废水中的稳定性评估；(c)清洁水收集装置；(d)初始和净化后海水中主要离子浓度；(e)基于DNH的太阳能水净化体系的除菌效果；(f) DNH4的油污抗性测试；(g) DNH防污机制示意图。

上述成果发表在国际权威期刊《Advanced Functional Materials》（Nature Index期刊，IF₂₀₂₃=18.5），由博士研究生王斌（第一作者）、祝惠研究员（通讯作者）和清华大学曲良体教授（共同通讯作者）等共同完成。该研究得到国家重点研发计划（2024YFF0506000）、国家自然科学基金（No. 52073159）、中国科学院创新交叉团队项目（No. JCTD-2020-14）等资助。

论文信息及链接如下：Bin Wang,Huhu Cheng,Hui Zhu*,Liangti Qu*. Hierarchically structured hydrogels for rapid solar vapor generation with super resistance to salt. Advanced Functional Materials,2025,2500459.https://doi.org/10.1002/adfm.202500459