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Air）提出了一種基于金屬有機(jī)框架材料的吸附式濕泵，實現(xiàn)了連續(xù)式空氣取水與濕度調(diào)節(jié)功能的耦合與協(xié)同。同時充分挖掘MOF在大氣水吸附過程中的除濕潛力，實現(xiàn)了區(qū)域濕度快速調(diào)節(jié)功能，為下一代裝置設(shè)計提供了新思路。相關(guān)成果以“Continuous atmospheric water production coupled with humidity regulation enabled by a MOF-based humidity pump”為題發(fā)表在《Nano Energy》上。上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院在讀博士生陳芷薈為作者，王如竹教授為的通訊作者。據(jù)統(tǒng)計，全球約有22億人無法獲得安全的飲用水資源，淡水匱乏正威脅著人類社會的可持續(xù)發(fā)展。
首先探究了制備的MOF涂層在不同環(huán)境溫度條件下的水蒸氣吸附等溫線（圖2A），結(jié)果顯示該材料具有良好的環(huán)境適應(yīng)性。優(yōu)異的吸附床結(jié)構(gòu)設(shè)計使該MOF涂層吸附模塊呈現(xiàn)出比MOF堆積粉末更快的傳質(zhì)速率（圖2B），加速了吸附過程的進(jìn)行。圖2C呈現(xiàn)了MOF涂層吸附模塊在不同環(huán)境濕度條件下的動態(tài)水蒸氣吸附曲線，該吸附模塊1 h的吸附量能夠達(dá)到其飽和水吸附量的80%以上，滿足快速多循環(huán)式大氣水收集目標(biāo)。概念設(shè)計與優(yōu)化基于MOF涂層吸附模塊快速的水蒸氣吸附-解吸動力學(xué)特性，本文設(shè)計搭建了一款小型吸附式濕泵裝置（圖3B）探究其用于連續(xù)式空氣取水耦合區(qū)域濕度調(diào)節(jié)功能的可行性。
據(jù)統(tǒng)計，全球約有22億人無法獲得安全的飲用水資源，淡水匱乏正威脅著人類社會的可持續(xù)發(fā)展。吸附式空氣取水技術(shù)能夠利用吸附劑從大氣中捕獲水分并冷凝收集液態(tài)水，大氣中豐富的水蘊含量使該技術(shù)展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。此外，注意到大氣水吸附過程也是局部除濕過程，將區(qū)域濕度調(diào)節(jié)功能引入空氣取水裝置設(shè)計構(gòu)建雙功能耦合濕泵系統(tǒng)，有利于將該技術(shù)推向更廣泛的應(yīng)用場景。
吸附式空氣取水技術(shù)能夠利用吸附劑從大氣中捕獲水分并冷凝收集液態(tài)水，大氣中豐富的水蘊含量使該技術(shù)展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。此外，注意到大氣水吸附過程也是局部除濕過程，將區(qū)域濕度調(diào)節(jié)功能引入空氣取水裝置設(shè)計構(gòu)建雙功能耦合濕泵系統(tǒng)，有利于將該技術(shù)推向更廣泛的應(yīng)用場景。作為大氣水吸附劑，該材料具有較高的水吸附量、快速的水吸附動力學(xué)、低再生溫度、低階躍位點和無腐蝕性等優(yōu)點。
吸附式空氣取水技術(shù)能夠利用吸附劑從大氣中捕獲水分并冷凝收集液態(tài)水，大氣中豐富的水蘊含量使該技術(shù)展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。此外，注意到大氣水吸附過程也是局部除濕過程，將區(qū)域濕度調(diào)節(jié)功能引入空氣取水裝置設(shè)計構(gòu)建雙功能耦合濕泵系統(tǒng)，有利于將該技術(shù)推向更廣泛的應(yīng)用場景。作為大氣水吸附劑，該材料具有較高的水吸附量、快速的水吸附動力學(xué)、低再生溫度、低階躍位點和無腐蝕性等優(yōu)點。