（一）    技术名称：
       空气制水技术
（二）    技术提供方：

       中山大学环境科学与工程学院 王鹏 [email protected]
（三）    适用范围：
       该技术适用于所有相对湿度不低于20%、温度在10–45℃范围内的多种场景，尤其适合干旱半干旱地区、海岛、野外作业、应急救援及离网社区等传统水源匮乏或供电不便的环境。
（四）    技术内容：
       1、技术原理
       空气制水技术可以提供一个在无传统水源条件下稳定获取清洁用水的便捷选项。传统的空气制水技术主要分为两类：冷凝式和吸附式。冷凝式制水需要较高的环境湿度和环境温度才能有效工作；吸附式制水可以在更宽的环境湿度和温度范围内稳定产水，这是其明显的技术优势。但是由于常用的吸附材料（如分子筛、硅胶）需要高温加热才能释放从空气中吸附到的水分用于收集使用，导致吸附式空气之水制水的能耗较高。针对这一问题，团队开发了基于金属有机框架（MOF）吸湿材料的吸附式空气取水技术，将再生温度大幅降低至60度，可以大幅降低吸附剂再生的能耗。该技术将团队自主研发、成本低廉且可规模化生产的吸湿MOF材料负载在转轮上，作为吸附式产水设备的关键核心组件。具体产水过程如下：
       转轮上涂布有吸湿MOF材料，转轮在转动过程中，不同部位依次循环经过吸附区和脱附区。在吸附区，含湿空气流经转轮，MOF材料主动捕捉并吸附空气中的水蒸气，干燥后的空气排出转轮。随后，转轮缓慢旋转，将吸附了水分的转轮的区域带入脱附区。在脱附区，通过低温加热（60-80℃），使MOF材料中的水蒸气释放出来。与传统吸附材料不同，MOF在如此温度下就能高效脱附，大大降低了能耗。释放出的水蒸气随后被引导至冷凝器，冷凝成液态水，最终收集成为可直接饮用的清洁水。
       2、技术创新性
       1）材料创新：低成本、可规模化制备的MOF。传统MOF材料虽吸附性能优异，但常因合成成本高、产量低而难以实际应用。王鹏教授团队自主研发的MOF材料，在保持低湿度下高吸附容量的同时，实现了低成本与可规模化制备，攻克了MOF从实验室走向现场应用的关键瓶颈。
       2）吸湿转轮的结构和生产工艺创新：采用特殊的工艺，在转轮的基材上实现了单次涂布即可实现吸湿性MOF的超高负载，无需多次重复浸涂。且活性组分涂层原位实现大孔气体扩散通道的同步构建，提高吸附-脱附的动力学速度。

       3、技术优势
       1）低湿度环境下的高效产水能力
       传统冷凝式制水需环境相对湿度通常高于40%～50%才能有效工作，在干旱、半干旱地区基本失效。本技术采用高吸湿性MOF材料作为吸附材料，在低湿度条件下（如相对湿度20%～30%）仍能高效捕集空气中的水分子，显著拓宽了空气取水的地理和气候适用范围。
       2）低温脱附，能耗大幅降低
       传统吸附式制水依赖分子筛、硅胶等材料，脱附温度通常需要100°C以上，分子筛材料甚至需要300°C以上才能实现高效脱附再生，能耗高且难以利用低品位热源。本技术所用MOF材料可在60–80°C的低温下完成脱附，不仅降低了热能耗，还能与太阳能集热、工业余热等低成本热源耦合，实现绿色低碳运行。
       3）适用场景广泛
       结合低温脱附特性，可利用太阳能等可再生热源，适用于离网、偏远地区、海岛、野外作业及应急救灾等场景，提供分布式、低成本的饮用水解决方案。
       4、工艺流程
       首先，环境空气在风机作用下进入装置，流经装有MOF材料的转轮吸附区。在此区域，空气中的水蒸气被吸附材料捕集，实现水分富集。随后，转轮缓慢旋转，将吸附饱和的区域转入再生区。在约60–80℃的加热条件下，MOF中吸附的水分逐步脱附，形成高湿气流。该气流进入冷凝单元，经降温冷凝后转化为液态水并收集。完成脱附后的转轮继续旋转回到吸附区，重新开始下一轮吸附过程。如此循环，实现空气中水分的连续吸附、脱附、冷凝与收集。