淡水资源短缺问题日益突出，其中工业废水、油田废水以及厨余废水等含油污水排放量却不断增加，若能对其进行净化处理，则能让含油废水成为淡水的获取来源之一。遗憾的是，脱脂、吸附、原位燃烧以及压力过滤膜分离等传统处理技术，都存在能耗大和设备要求高等问题，对于贫穷落后及偏远的国家和地区，难以承担水处理设备的建设和日常维护费用。光热辅助界面蒸发技术是一种新兴的、可持续的淡水获取技术，在海水淡化、污水处理等领域具有广阔的应用前景，有望取代传统的含油废水处理技术。

然而，在利用该技术分离油水乳液的过程中，传统的光热蒸发器件存在以下问题：1、为了保证充足的水供给，传统光热蒸发器一般采用大孔材料作为水供给通道，而在处理油水乳液时，不易挥发的油滴就会随着水一同进入其传质通道，水蒸发后油滴易堵塞通道影响器件性能；2、在处理易挥发的油水乳液时，由于乳滴被传输到光热层，在加热过程中与水一同蒸发，影响产水品质。

为解决上述问题，课题组结合了聚合物分离膜的孔径筛分能力与光热蒸发，提出了一种面向油水乳液分离的聚合物膜蒸发器。利用多孔膜的截留性能，通过将膜主体悬于乳液上、两端浸入乳液，将传统的跨膜传递过程转变为面内毛细传递，实现了蒸发界面与截留界面、加热界面与乳液的有效分离。本研究以聚丙烯微孔膜为基膜，利用氧化剂加速的多巴胺沉积过程，实现膜表面的超亲水/超疏油化及光热化改性；将光热膜制成上述蒸发器件，该构型可大幅提高蒸发面积并减少热量损失，膜表面出现温度梯度，实现了光热蒸发与环境蒸发的耦合，最高蒸发速率可达1.64 kg/m²∙h，能够持续地对挥发/不易挥发的多种含油乳液实现油水分离，其分离效率大于98.8%。

相关成果以“Suspended membrane evaporators integrating environmental and solar evaporation for oily wastewater purification” 为题发表于ACS Applied Materials & Interfaces期刊，第一作者为19级硕士生吴绍霖，通讯作者为杨皓程副教授及Argonne实验室Seth Darling 博士，论文第一单位为中山大学化工学院。