香港大学，Nature Communications！
文摘
2024-11-13 19:30
中国
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水资源短缺是全球面临的重大环境问题，尤其在干旱地区，传统的水源获取方式难以满足需求。近年来，大气水收集（AWH）作为一种新兴的水源收集方法，因其能够从空气中提取水蒸气而受到广泛关注。特别是在相对湿度较低的环境中，利用高效的吸湿材料实现大气水收集具有重要意义。金属有机框架（MOF）材料因其高孔隙度、可调节的结构特性和良好的稳定性，在AWH中展现了巨大的应用潜力。MOF不仅能有效吸附水蒸气，还能在各种环境条件下保持良好的吸附性能，成为理想的水蒸气吸附材料。然而，单一组分的MOF吸附剂在实际应用中存在水分保持能力差、吸水速率慢等问题，这限制了其在大气水收集中的广泛应用。与传统的MOF材料相比，将MOF与水凝胶等聚合物结合制备复合吸附材料，能够有效提高水蒸气的吸附速率和吸水能力。尽管如此，MOF纳米片在聚合物基材上的定向生长仍面临许多挑战，包括MOF与基材之间的结合强度不足、材料的稳定性差等问题，这影响了复合材料的长期性能和水吸附效率。近日，来自香港大学汤初阳副教授课题组的研究人员在MOF水收集技术方面取得了重要进展。该团队通过在水凝胶膜基底上制备垂直排列的MOF纳米片层，成功实现了超快速的大气水收集。利用定向生长的MOF纳米片，该团队设计了一种MOF-CT/PVA复合水收集器，在提高水蒸气吸附速率和水保持能力的同时，保持了良好的机械性能和耐用性。研究表明，MOF-CT/PVA复合材料在15分钟内实现了91.4%的饱和吸附，并且经过10轮循环使用后仍保持优异的水捕获能力。这一创新的设计不仅提高了MOF的水蒸气吸附能力，也为大气水收集领域提供了一种可行的解决方案，具有广阔的应用前景。👉 点击左下角“阅读原文”，即可直达原文！💖
