基于吸附方式收集大气水分(SAWH, Sorption-based atmospheric water harvesting)是干旱地区供水具有前景的技术,但是目前改善SAWH的效率非常困难,这是因为水在脱附过程中通常需要多个相变过程,包括水蒸气-水脱附(解吸附-冷凝)。
有鉴于此,上海交通大学王如竹教授、上海理工大学王世革教授、王佳韵副教授等报道基于铁兰(Tillandsia)植物,开发了一种具有超吸水性(ultrahygroscopic)的水凝胶纳米纤维,将聚N-异丙基丙烯酰胺、聚N-二甲基乙酰胺、碳纳米管组成,并且浸渍LiCl。随着温度升高,纳米纤维膜的疏水性增强,因此能够促进水分子从水凝胶中分离。
PCP@LiCl在25 ℃和相对湿度在15-20 %区间内表现了独特的动力学,在2 h内达到吸附饱和,5 min太阳光照射下形成液态。
(2)
通过全球范围建模,验证这种PCP@LiCl在干旱区域和半干旱区域的应用前景。这项研究为开发高性能的太阳能大气集水材料提供帮助。
参考文献
Jiayun Wang, Wenjun Ying, Bowen Lin, Chunfeng Li, Chaohe Deng, Hua Zhang, Shige Wang, Ruzhu Wang, Tillandsia-Inspired Ultra-Efficient Thermo-Responsive Hygroscopic Nanofibers for Solar-Driven Atmospheric Water Harvesting, Adv. Mater. 2024
DOI: 10.1002/adma.202408977
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202408977