铝基金属-有机框架材料的水吸附性能与大气集水应用

摘要

为了从大气中高效收集水蒸气,采用简单绿色的水热法制备具有高稳定性的铝基金属-有机框架材料(MOF)ZJU-210.采用粉末X射线衍射技术进行晶体结构分析,利用同步热分析仪测试样品的稳定性和吸附-脱附动力学,利用气体与蒸汽吸附仪分析样品的孔结构和水吸附性能.分析结果显示,ZJU-210延c轴形成一维方孔道,孔道直径约为0.58 nm. ZJU-210的孔道内拥有丰富的氮位点和氧位点,增强了材料孔道的亲水性,使ZJU-210在20%相对湿度下(25℃)水质量分数高达40%,能够在极短的时间内完成吸附-脱附循环. ZJU-210具有良好的稳定性,经历1 000次水吸附-脱附循环后能够保持初始的吸水性能.室外实验证明ZJU-210能通过太阳光完成快速脱附.与传统干燥剂(如硅胶、沸石和吸湿盐)相比,ZJU-210具有许多优点,有望成为新一代大气集水材料.