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Hygroscopic-Microgels-Enabled Rapid Water Extraction from Arid Air
Advanced Materials ( IF 27.4 ) Pub Date : 2022-10-14 , DOI: 10.1002/adma.202207786 Weixin Guan 1 , Chuxin Lei 1 , Youhong Guo 1 , Wen Shi 1 , Guihua Yu 1
Advanced Materials ( IF 27.4 ) Pub Date : 2022-10-14 , DOI: 10.1002/adma.202207786 Weixin Guan 1 , Chuxin Lei 1 , Youhong Guo 1 , Wen Shi 1 , Guihua Yu 1
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Sorbent-based atmospheric water harvesting (AWH) has emerged as a promising decentralized water-production technology to mitigate the freshwater crisis in arid areas. Hydrogels have been regarded as attractive sorbents due to their high water retention and tailorable polymer–water interactions. Yet, the kinetics of water sorption and desorption at low relative humidity (RH) shall be improved for their practical implementation. Here, hygroscopic microgels (HMGs) composed of hydroxypropyl cellulose (HPC) and hygroscopic salt are reported, which achieve a water uptake of ca. 0.5–0.8 g g−1 at 15–30% RH. HMGs enable rapid sorption–desorption kinetics owing to the short-distance diffusion in the microgels and hydrophilicity–hydrophobicity switching of the thermoresponsive HPC. To validate the feasibility of HMGs for moisture extraction, a potential daily water collection of up to equivalent 7.9–19.1 L kg−1 at low RH is demonstrated, enabled by 24–36 operation cycles per day based on the material-level experiments. With renewable raw materials and superior performance, HMGs provide a sustainable approach for rapid moisture extraction in arid climates.
中文翻译：
吸湿微凝胶能够从干燥空气中快速提取水
基于吸附剂的大气集水（AWH）已成为一种有前景的分散式制水技术，可缓解干旱地区的淡水危机。水凝胶由于其高保水性和可调节的聚合物-水相互作用而被认为是有吸引力的吸附剂。然而，在实际应用中，低相对湿度（RH）下水吸附和解吸的动力学仍需改进。在此，报道了由羟丙基纤维素（HPC）和吸湿盐组成的吸湿微凝胶（HMG），其吸水量约为。 15–30% RH 时为 0.5–0.8 gg −1 。由于微凝胶中的短距离扩散和热响应 HPC 的亲水性-疏水性转换，HMG 能够实现快速吸附-解吸动力学。为了验证 HMG 提取水分的可行性，根据材料级实验，在低相对湿度下每天可收集相当于 7.9-19.1 L kg -1的水，通过每天 24-36 个操作周期实现。凭借可再生原材料和卓越的性能，HMG 为干旱气候下的快速水分提取提供了一种可持续的方法。
更新日期：2022-10-14
中文翻译：
吸湿微凝胶能够从干燥空气中快速提取水
基于吸附剂的大气集水（AWH）已成为一种有前景的分散式制水技术，可缓解干旱地区的淡水危机。水凝胶由于其高保水性和可调节的聚合物-水相互作用而被认为是有吸引力的吸附剂。然而，在实际应用中，低相对湿度（RH）下水吸附和解吸的动力学仍需改进。在此，报道了由羟丙基纤维素（HPC）和吸湿盐组成的吸湿微凝胶（HMG），其吸水量约为。 15–30% RH 时为 0.5–0.8 gg −1 。由于微凝胶中的短距离扩散和热响应 HPC 的亲水性-疏水性转换，HMG 能够实现快速吸附-解吸动力学。为了验证 HMG 提取水分的可行性，根据材料级实验，在低相对湿度下每天可收集相当于 7.9-19.1 L kg -1的水，通过每天 24-36 个操作周期实现。凭借可再生原材料和卓越的性能，HMG 为干旱气候下的快速水分提取提供了一种可持续的方法。
京公网安备 11010802027423号