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    余桂華PNAS：高效、快速的大氣捕水！
    來源： 時間：2023-10-10 13:41:51 瀏覽：1975次

    第一作者：Weixin Guan、Yaxuan Zhao

    通訊作者：余桂華教授

    通訊單位：德克薩斯大學奧斯汀分校

    DOI: 10.1073/pnas.2308969120



    研究背景



    熱響應性水凝膠是一類溫敏性聚合物，其具有較高效的解吸特性，具有作為大氣捕水（AWH）基質(zhì)的潛力。然而，由于鹽析效應導致溶脹能力有限且吸附的水難以完全釋放等因素，導致傳統(tǒng)水凝膠吸附劑的捕水效能受限。基于此，美國德克薩斯大學奧斯汀分校余桂華團隊開發(fā)了具有吸濕和熱響應的雙功能聚合物網(wǎng)絡(luò)，用于大氣捕水。該聚合物具有穩(wěn)定的吸濕作用，可在低溫條件下釋放吸附的水分子。且該聚合物中加入的光熱劑，使得其可以在太陽能驅(qū)動下進行大氣捕水。該策略可實現(xiàn)高效、可持續(xù)捕水，為設(shè)計具有綜合性能的先進吸附劑提供了一個潛在的解決方案，以緩解淡水危機。



    文章要點



    1、作者采用了具有吸濕性和熱敏性的雙功能聚合物構(gòu)筑熱敏水凝膠，而該水凝膠具有分子限制水化作用。

    2、該水凝膠中，兩性離子部分促使其在相對濕度范圍穩(wěn)定且利于吸水，同時熱響應部分增強了受限位點和熱響應網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同作用。此外，微凝膠結(jié)構(gòu)使吸附劑具有快速的吸附-解吸效果。

    3、測試結(jié)果表明，在60%的相對濕度（RH）下，熱敏兩性離子微凝膠在100 min內(nèi)實現(xiàn)1 g g?1的吸水量，且在40 °C下，20 min內(nèi)約釋放80%捕獲的水。本研究為下一代大氣中捕獲水吸附劑的設(shè)計提供了一種高效-節(jié)能的解決方案。



    圖文展示



    圖1.大氣中捕獲水的過程及吸附劑的設(shè)計原理

    圖2.共聚物水凝膠的基本性質(zhì)和表征

    圖3. TZMGs大氣捕獲水性能

    圖4. PZMGs的光熱性能和太陽能驅(qū)動蒸汽吸附-解吸性能

    圖5.大氣中水的提取

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    全部 3小時前 四川
    文字是人類用符號記錄表達信息以傳之久遠的方式和工具。現(xiàn)代文字大多是記錄語言的工具。人類往往先有口頭的語言后產(chǎn)生書面文字，很多小語種，有語言但沒有文字。文字的不同體現(xiàn)了國家和民族的書面表達的方式和思維不同。文字使人類進入有歷史記錄的文明社會。
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