随着人口不断增长,工业化进程飞速发展,工业废水和生活污水的排放导致淡水资源缺乏日益严重,成为了人们面临的极大挑战之一。界面太阳能水蒸发技术是以绿色环保的太阳能提供能源,通过构筑太阳能水蒸发器件来最大化利用太阳能,以实现高效水蒸发过程。并将海水进行脱盐淡化、将废水进行处理来获得干净的淡水资源。在本文中,主要研究了以下太阳能水蒸发器件的设计与应用:（1）将具有光热转换性能的LaB6纳米粒子涂敷在具有三维网络结构、导热率低、亲水性好的三聚氰胺海绵上构筑基于界面加热的光热转换器件。在1 k W·m-2的光照强度下,水蒸发速率达到1.13 kg·m-2·h-1。LaB6和三聚氰胺海绵均具有高的化学稳定性,因此可以在模拟海水、酸碱废水和染料废水中进行水蒸发,并表现出显著的水处理效果。（2）以丝瓜络生物质碳材料为前驱体,通过一步碳化,得到碳化丝瓜络（CL）,再经过包裹聚多巴胺、化学气相沉积碳纳米纤维（CNF）,来得到CL-CNF。经过沉积CNF后,改变了CL的微观形貌,有利于增强全光谱范围内的光吸收能力。通过将CL/CL-CNF作为光热转换材料,将化妆棉作为输水层,将EVA泡沫作为隔热层来构筑基于界面加热的太阳能蒸汽产生器件（SSGD）。在1 k W·m-2的光照强度下,CL-CNF SSGD的水蒸发速率可以达到1.72 kg·m-2·h-1,并且相应的光热转换效率为92.5%。此外,还验证了SSGD在海水淡化、重金属离子废水和染料废水中的应用。通过处理后,纯化水中的各离子浓度远低于饮用水标准中规定的浓度。将染料废水经处理后其颜色变为无色。最后,CL-CNF SSGD在长期使用方面表现出稳定的性能。（3）以生物质绿藻为前驱体,设计了一种低成本、高性能的碳化绿藻太阳能水蒸发器件（CGA SSG）用于黄金冶炼废水处理。所设计的CGA SSG表现出优异的光吸收率（98%）,亲水性和高水蒸发率(1.66 kg·m-2·h-1)。CGA SSG可以实现黄金冶炼废水中重金属离子(Cu2+、Pb2+、Zn2+、Hg2+)和CN-的非选择性去除,去除率高达99%,并且离子浓度低于饮用水标准中规定的浓度。黄金冶炼废水的p H值为8.15,而太阳能蒸汽产生的纯化水的p H值为7.77,实现了弱碱向中性的过渡,该方法还可用于各种污水（染料废水和生活污水）的处理,得到的纯净水可以达到直接饮用的目的。（4）以生物质香蒲碳材料为前驱体,制备了一种基于碳化香蒲（CCT）的自然一体式三维太阳能水蒸发器件（3D SVG）,用于高效太阳能蒸汽产生。CCT的精细形态使其具有高的吸光度、良好的亲水性、充足的水传输通道和蒸汽逸出通道,有利于提升CCT的水蒸发性能。将CCT固定在聚苯乙烯泡沫烧杯中,在环境中裸露高度分别为0、5、10 cm,来构筑自然一体式SVG以验证环境能量对水蒸发过程中的增强效应。在1.0 k W·m-2的照射下,10 cm-CCT SVG获得了最高的水蒸发速率,能量效率超过理论极限（105.8%）,最大水蒸发率为4.12 kg·m-2·h-1。这是因为在垂直阳光下,10 cm-CCT SVG的顶面吸收阳光并将其转化为热量,这自然使顶面温度高于环境温度,导致能量向环境耗散。同时,侧面作为冷蒸发面,不能吸收阳光,使侧面温度低于环境温度。因此,在温差的驱动下,环境中的能量被转移到侧面,从而获得太阳光以外的额外能量,使SVG显示出极高的水蒸发速率和能效。此外,设计并制作了一个简易的室外蒸发水收集装置,以评估每天的产水量。每天照射8 h后,平均采水量接近8.32 kg·m-2·d-1,可满足40名成人一天的饮水需求。