第一作者：雷楚昕，Weixin Guan，Yaxuan Zhao

通讯作者：余桂华

通讯单位：德克萨斯大学奥斯汀分校

余桂华，德克萨斯大学奥斯汀分校材料科学与工程系、机械系终身教授，英国皇家化学学会会士。1998年考入中国科学技术大学，第22届郭沫若奖学金获得者。余桂华教授课题组的研究重点是新型功能化纳米材料的合理设计和合成，尤其在能源水凝胶的新兴材料的开创性工作，对其化学和物理性质的表征和探索，以及推广其在能源、环境和生命科学领域展现重要的技术应用。

论文速览

大气集水（AWH）技术通过利用大气中的水分储备，为应对全球水资源短缺问题提供了关键策略。

本论文综述了AWH技术中的核心——吸附剂，基于吸附剂的循环吸附和解吸过程，在广泛的湿度水平下具有广泛的适应性。论文从多尺度视角探讨了合理选择和设计材料和化学物质的必要性，深入研究了不同吸附剂系统的基本吸附机制，强调了水-吸附剂相互作用和水网络的发展。

图文导读

图1：全球年平均相对湿度分布以及没有安全饮用水服务的人口比例。

图2：吸附机制：物理吸附与化学吸附的对比。

图3：多孔材料中的吸附等温线。

图4：MOF吸附机制。

总结展望

本论文提供了对水-吸附剂相互作用、材料设计原则和系统级考虑的深入理解，对推进AWH技术至关重要。

论文中的数据表明，理想的吸附剂应展现出高水分吸收能力、快速的吸附-解吸动力学、低能耗高效解吸和耐用的循环稳定性。 论文提出了多种有前景的材料类别，如金属-有机骨架（MOFs）、共价有机框架（COFs）、吸湿性盐基复合材料和聚合物水凝胶，并讨论了它们在AWH过程中的基本吸附机制和材料化学。

论文还讨论了系统级设计的关键方面，这对于实现高效和连续的水分生产至关重要。

文献信息

标题：Chemistries and materials for atmospheric water harvesting

期刊：Chem. Soc. Rev. DOI：10.1039/d4cs00423j