1. 通过一种新颖的纳米纤维模板方法创造了具有足够大的长宽比和卓越的柔韧性的Ti₃C₂Tₓ纳米纤维。

2. 首次揭示了Ti₃C₂Tₓ纤维气凝胶的基本调节机制和完整的孔隙结构演变图，这对未来特定结构纤维气凝胶的设计特别有指导意义。

3. Ti₃C₂Tₓ纤维气凝胶在1000次压缩后表现出8.3%的塑性变形，在被油污染的海水上实现了高蒸发率(1.48 kg m⁻² h⁻¹)和光热转换效率(92.08%)。

为了创造具有足够大长宽比的1D FMs，我们提出了一个简单的策略，通过表面化学介导的相互作用将超薄的Ti₃C₂Tₓ纳米片包裹在模板纳米纤维(TNFs)上。通过多巴胺的聚合反应在TNFs上形成了富含-OH和-NH₂基团的活性表面，这为Ti₃C₂Tₓ纳米片通过配位/氢键自发吸引形成1D FMs(图1g)奠定了基础。通过透射电子显微镜(TEM)与X射线衍射(XRD)图案实现了对FMs的详细表征(图1a-d)，它披露了几层纳米片，其d间距为1.3nm，对应于Ti₃C₂Tₓ的(002)晶面。拉曼光谱进一步证明了包裹过程没有影响Ti₃C₂Tₓ纳米片的表面化学环境(图1e-f)。为了证实配位键的形成，图1h中给出了O 1s 的X射线光电子能谱(XPS)，在FMs上观察到由儿茶酚-钛配位键产生的C-Ti-Oₓ键存在于531.0 eV。此外，与TNFs相比，FMs中的一级胺峰的结合能下降了0.5eV，表明活性表面和Ti₃C₂Tₓ纳米片的终端(-O和-F)之间存在氢键(图1i)。此外，一个新的N-Ti峰出现在~396.0 eV，是由于胺与Ti位点的结合产生的。

II 可调孔结构FMA的构建和表征

图2. FMA的构建和结构演变。a 通过调节长径比和固化速度来调节孔结构的FMA；b FM的Engulfed区和拒绝区(虚线，根据临界固化速度绘制得到)；c 不同其区域冰晶生长的示意图。

图3. FMA的结构转换图和机械性能。a FMA的结构转换图；b 对应于图片a中第1、2和3点的FMA的SEM图像。

IV FMAs的油/水分离和光热脱盐性能

通过整合c-FMAs和l-FMAs，我们设计了一个模块化的太阳能蒸发器，以克服油性海水光热脱盐的困难。其核心设计理念是利用不同孔道结构的FMAs分别去实现液-液分离与气-液分离。c-FMAs对于具有不同表面张力和粘度的各种类型的油，c-FMAs表现出水下超疏水性，其UWOCAs均在153°以上(图4a)，并在极低的驱动压力下(~1 kPa)，c-FMAs表现出高于1100 L m⁻² h⁻¹的高水通量，净化后的海水中总有机碳(TOC)含量<10 mg L⁻¹(图4b)，同时具有优异的使用稳定性(图4c)。l-FMAs具有超过93.5%的优异光吸收率(图4d)，以实现快速的自热效应，表面温度在4分钟内上升到37.1℃(图4e)，并且在干(0.0372 W m⁻¹ K⁻¹)和湿(0.4822 W m⁻¹ K⁻¹)状态下都具有低热导率，这抑制了热量损失，为有效的太阳能蒸汽生产奠定了基础。进一步测量了模块化太阳能蒸发器的蒸发曲线(图4f)。尽管从理论上讲，单一的l-FMAs有很好的光热转换性能，但实际的蒸发率(0.8963 kg m⁻¹ h⁻¹)和光热转换效率(53.13%)在油性海水的淡化中受到了很大的阻碍。相比之下，模块化的太阳能蒸发器可以克服这一限制，在一个太阳的照射下，平均蒸发率高达1.482kg m⁻¹ h⁻¹，光热转换效率高达92.08%(图4g)。请注意，这些数值甚至优于以前报道的处理清洁海水的MXene基海水淡化材料的数值(图4h)，且所有目标金属离子的浓度在脱盐后下降了3到4个数量级，所有指标都明显低于世界卫生组织定义的安全盐度水平(图4h)。

图4. 油/水分离和光热脱盐性能。a c-FMA的表面润湿性；b 用于处理不同水包油乳液的c-FMA的渗透通量和TOC含量；c 在10个循环中处理石油醚的c-FMAs的渗透通量和TOC含量的变化；d l-FMAs在200–2500 nm(湿态)范围内的太阳光谱(AM 1.5)和紫外可见吸收率；e l-FMA在一次太阳照射下的表面温度变化曲线；f 在一次太阳照射下，纯l-FMA和模块化太阳能蒸发器的水质量随时间变化的比较；g 单一l-FMA和模块化太阳能蒸发器的蒸发速率和转化效率的比较；h 模块化太阳能蒸发器和先前报道的MXene基脱盐材料在一次太阳照射下的转化效率比较；i 脱盐前后模拟海水样品中的目标离子浓度。