文章信息

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

具有快速擴散水通道的MOF納米多孔碳的高產太陽能驅動大氣水收集

期刊：《nature nanotechnology》

文章鏈接：https://doi.org/10.1038/s41565-022-01135-y

摘要

太陽能驅動、吸附式大氣集水(AWH)為干旱地區(qū)淡水短缺提供了一種經濟有效的解決方案。生產能夠每天進行多次吸附-解吸循環(huán)的AWH設備，對于提高產水速度以滿足人類用水需求至關重要。然而，由于吸附劑的水吸附-解吸動力學緩慢，在被動收割機中實現(xiàn)快速循環(huán)AWH一直具有挑戰(zhàn)性。在此，我們報道了一種mof衍生的納米多孔碳，這是一種具有快速吸附動力學和優(yōu)良的光熱性能的吸附劑，用于高產量的AWH。優(yōu)化后的結構(40%的吸附位點和-1.0 nm的孔徑)由于擴散阻力最小，具有優(yōu)越的吸附動力學。此外，碳質吸附劑表現(xiàn)出快速解吸動力學，使有效的太陽熱加熱和高導熱。一種基于金屬有機框架衍生的納米多孔碳的快速循環(huán)水收割機，在一個太陽光照下，在30%的相對濕度下，可以產生0.18 Lkgcarbon-1h-1的水。該設計策略有助于開發(fā)用于先進淡水發(fā)電系統(tǒng)的高產、太陽能驅動的AWH。

圖文速覽

圖1 水蒸氣在納米多孔碳中的擴散過程

圖2?蒸汽選擇性刻蝕法制備mof納米多孔碳的結構和組成分析

圖3?所得納米多孔碳的AWH性能和操作穩(wěn)定性

圖4?AWH