【原】MOF衍生多孔碳--太阳能驱动大气水收集

文章信息

文章标题：High-yield solar-driven atmospheric water harvesting of metal–organic-framework-derived nanoporous carbon with fast-diffusion water channels

具有快速扩散水通道的MOF纳米多孔碳的高产太阳能驱动大气水收集

期刊：《nature nanotechnology》

文章链接：https:///10.1038/s41565-022-01135-y

摘要

太阳能驱动、吸附式大气集水(AWH)为干旱地区淡水短缺提供了一种经济有效的解决方案。生产能够每天进行多次吸附-解吸循环的AWH设备，对于提高产水速度以满足人类用水需求至关重要。然而，由于吸附剂的水吸附-解吸动力学缓慢，在被动收割机中实现快速循环AWH一直具有挑战性。在此，我们报道了一种mof衍生的纳米多孔碳，这是一种具有快速吸附动力学和优良的光热性能的吸附剂，用于高产量的AWH。优化后的结构(40%的吸附位点和-1.0 nm的孔径)由于扩散阻力最小，具有优越的吸附动力学。此外，碳质吸附剂表现出快速解吸动力学，使有效的太阳热加热和高导热。一种基于金属有机框架衍生的纳米多孔碳的快速循环水收割机，在一个太阳光照下，在30%的相对湿度下，可以产生0.18 Lkg_carbon^-1h^-1的水。该设计策略有助于开发用于先进淡水发电系统的高产、太阳能驱动的AWH。

图文速览

图1 水蒸气在纳米多孔碳中的扩散过程

图2 蒸汽选择性刻蚀法制备mof纳米多孔碳的结构和组成分析

图3 所得纳米多孔碳的AWH性能和操作稳定性

图4 AWH