唐宋元， 王永胜， 原亚飞， 巴雅琪， 王立秋， 郝广平， 陆安慧

（大连理工大学 化工学院，精细化工国家重点实验室，辽宁省低碳资源高值化利用重点实验室，辽宁 大连 116024）

1 前言

联合国政府间气候变化专门委员会报告指出，由于缺乏河流、湖泊和地下水等水源，全世界有32亿人处于缺水状态，亟需寻找可利用的水资源解决这一全球性的问题。空气水捕集是解决水资源短缺问题的一种有效策略。目前，最先进的空气水捕集材料已证明了在超高相对湿度(=100%)下，采用雾滴收集法和冷凝结露法从空气中直接收集液态水的可能性。然而，雾滴收集法需要持续的100%相对湿度的空气，冷凝结露法在低相对湿度的环境中能耗较高，这对装置所处的地理位置和时间要求苛刻，因此，现有的水捕集技术仅限于高相对湿度和温度区域。

以多孔材料为基础的吸附法水汽捕集技术，在干旱、相对湿度低的气候下，具有比雾气捕集更高的产率和比冷凝结露更高的热效率。吸附式空气集水系统可以分为每天运行单次循环的被动再生型和利用主动辅助系统加热每日运行多次循环的主动再生型。每日单次循环的被动再生型装置的吸附剂可以通过太阳能加热再生，并在环境温度下发生冷凝，因此装置结构简单能耗也较低，其关键在于构建具有较高吸附量、较低的脱附温度以及良好的水热稳定性的高性能吸附剂。先前的研究表明，使用晶态材料如金属有机框架(MOFs)、沸石等作为吸附剂具有较高的水蒸汽捕集效率，空气水捕集装置可以在相对湿度在10%～40%的干旱环境中捕集水汽，借助太阳光照在较低的温度(65 °C)下发生解吸。……