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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:1846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(xué)奧斯汀分校

              DOI: 10.1073/pnas.2308969120



              研究背景



              熱響應(yīng)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(yīng)導(dǎo)致溶脹能力有限且吸附的水難以完全釋放等因素,導(dǎo)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(xué)奧斯汀分校余桂華團隊開發(fā)了具有吸濕和熱響應(yīng)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(yīng)部分增強了受限位點和熱響應(yīng)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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