Page 68 - 《精细化工》2023年第6期

·1218· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 40 卷

溶液吸附等多步吸附过程，具有相对较低的再生温 的海藻酸钠（SA）网络，进一步加工成 TUN/SA 整
度和良好的循环稳定性。WU 等 [13] 在 UiO-66-NH 2 体（图 2e）。TUN/SA 的垂直通道顺应水分子的自
中掺杂 MXene Ti 3 C 2 （碳化钛碳/氮化物二维纳米层 然迁移，有利于增强水蒸气从材料表面向内部或反
状材料），制备了具有垂直排列多孔网络的复合材 向的扩散。在太阳光照射下，TUN/SA 可释放 96%
料（Ti 3 C 2 掺杂 UiO-66-NH 2 ，TUN），然后借助交联 的吸附水。

图 2 PAM-CNT-CaCl 2 水凝胶结构示意图（a） [50] ；SMAG 的吸湿性示意图（b） [53] ；集成 POG 的高吸湿能力示意
[9]
图（c） ；LiCl@MIL101(Cr)的结构示意图（d） [30] ；TUN/SA 的结构示意图（e） [13]
Fig. 2 PAM-CNT-CaCl 2 hydrogel structure diagram (a) [50] ; SMAG hydrogel hygroscopicity diagram (b) [53] ; High hygroscopicity
[9]
diagram of integrated POG (c) ; LiCl@MIL101(Cr) structure diagram (d) [30] ; TUN/SA structure diagram (e) [13]

TANG 等 [55] 在 MOFs 中引入间苯二酚-甲醛树脂， 不需要额外的光热转换材料便可直接触发层间水进
增加了亲水性位点羟基，提高了材料对水蒸气的吸附 行解吸。
能力。将该复合材料用于 SAWH，可获得 190 g/kg 综上所述，SAWH 的理想吸附剂应具有高吸水
的水蒸气捕集量。武恩宇等 [56] 采用简单的水热法合 能力、快速吸/释水动力学、易再生和长期稳定性。
成了新型铝基金属-有机框架材料（ZJU-210），其直 吸水和释放动力学是决定吸附剂在一定时间内可执
径约为 0.58 nm，且孔道内拥有丰富的氮位点和氧位 行多少次循环的关键因素，而以上大多数吸附剂每
点，增强了材料孔道的亲水性。此外，该材料耐高温， 天只能执行一个捕获-释放循环，这限制了每天的产
且具有良好的循环稳定性，即使在低的湿度（10%~ 水量，因此在此方面有待进一步突破。此外，吸湿
20% RH）下仍表现出良好的水蒸气捕获能力。 盐的泄漏问题以及多孔基质传质和传热的权衡问题
MOFs 基复合材料的集水能力普遍较高，是最 也应该投入大量研究去解决或改进。对于一些对气
具规模化应用潜力的大气集水材料。但 MOFs 基复
体污染物有很高亲和力的吸附材料，考虑到颗粒污
合材料制备工艺普遍较为复杂且成本高，因此在简
染物可能会沉积在吸附剂表面，因此应注意产生水
化合成步骤方面有待进一步改善。
的质量问题。目前大多数研究都在追求高吸水能力
1.5.3 其他聚合物 的吸附剂，对吸附剂性能的评估并不全面，提供的
MnO 2 等矿物质在自然界中广泛存在 [57] 。利用 数据只能证明该材料在特定应用中的某项优异性
资源优势，WANG 等 [58] 将 KMnO 4 和 MnSO 4 •H 2 O 进
能，很难对比优劣。简而言之，开发高效且综合性
行氧化还原反应后经一系列反应处理制备了水钠锰
能优异的 SAWH 材料仍然是关键。
矿（即层状结构 MnO 2 ）。其中，夹杂着阳离子（主
+
要是 K 的位点）可在层间以分子方式储存水，为水 2 吸湿材料的性能测试
吸附提供途径。在较低的相对湿度区域，水分子迅
速吸附到层间；而在较高的相对湿度区域，通过表 SAWH 最根本的目的是以节能环保的方式收集
面氢键的相互作用产生多层水-水进而产生凝结水。 大气中的水分，缓解水资源短缺危机。因此，要求
而且水钠锰矿本身具有良好的太阳能吸收率，因此 集水材料需满足的最基本的吸湿效果。此外，材料