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    余桂华PNAS:高效、快速的大气捕水!
    来源: 时间:2023-10-10 13:41:51 浏览:1631次

    第一作者:Weixin Guan、Yaxuan Zhao

    通讯作者:余桂华教授

    通讯单位:德克萨斯大学奥斯汀分校

    DOI: 10.1073/pnas.2308969120



    研究背景



    热响应性水凝胶是一类温敏性聚合物,其具有较高效的解吸特性,具有作为大气捕水(AWH)基质的潜力。然而,由于盐析效应导致溶胀能力有限且吸附的水难以完全释放等因素,导致传统水凝胶吸附剂的捕水效能受限。基于此,美国德克萨斯大学奥斯汀分校余桂华团队开发了具有吸湿和热响应的双功能聚合物网络,用于大气捕水。该聚合物具有稳定的吸湿作用,可在低温条件下释放吸附的水分子。且该聚合物中加入的光热剂,使得其可以在太阳能驱动下进行大气捕水。该策略可实现高效、可持续捕水,为设计具有综合性能的先进吸附剂提供了一个潜在的解决方案,以缓解淡水危机。



    文章要点



    1、作者采用了具有吸湿性和热敏性的双功能聚合物构筑热敏水凝胶,而该水凝胶具有分子限制水化作用。

    2、该水凝胶中,两性离子部分促使其在相对湿度范围稳定且利于吸水,同时热响应部分增强了受限位点和热响应网络的协同作用。此外,微凝胶结构使吸附剂具有快速的吸附-解吸效果。

    3、测试结果表明,在60%的相对湿度(RH)下,热敏两性离子微凝胶在100 min内实现1 g g−1的吸水量,且在40 °C下,20 min内约释放80%捕获的水。本研究为下一代大气中捕获水吸附剂的设计提供了一种高效-节能的解决方案。



    图文展示



    图1.大气中捕获水的过程及吸附剂的设计原理

    图2.共聚物水凝胶的基本性质和表征

    图3. TZMGs大气捕获水性能

    图4. PZMGs的光热性能和太阳能驱动蒸汽吸附-解吸性能

    图5.大气中水的提取

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    12条评论
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    全部 3小时前 四川
    文字是人类用符号记录表达信息以传之久远的方式和工具。现代文字大多是记录语言的工具。人类往往先有口头的语言后产生书面文字,很多小语种,有语言但没有文字。文字的不同体现了国家和民族的书面表达的方式和思维不同。文字使人类进入有历史记录的文明社会。
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