在悶熱的夏日午后，供暖、通風(fēng)和空調(diào)(HVAC)系統(tǒng)可提供急需的緩解酷熱和潮濕的環(huán)境。這些系統(tǒng)通常配備除濕機(jī)，目前不節(jié)能，消耗了商業(yè)和住宅建筑約76%的電力。在一項(xiàng)新研究中，德克薩斯A&M大學(xué)的研究人員描述了一種新的沸石無(wú)機(jī)材料，可以降低目前成本數(shù)千美元的HVAC系統(tǒng)的價(jià)格。ArtieMcFerrin化學(xué)工程系McFerrin教授Hae-KwonJeong描述，其認(rèn)為沸石膜將有助于開發(fā)下一代暖通空調(diào)和除濕機(jī)技術(shù)，這些技術(shù)不僅比當(dāng)前系統(tǒng)更高效，而且碳足跡更小。

依托于沸石材料，設(shè)備通過冷卻空氣并降低其攜帶水分的能力來(lái)除濕。然而，盡管制冷劑很受歡迎，但它仍然是溫室氣體的來(lái)源，是全球變暖的罪魁禍?zhǔn)?。作為除濕的替代材料?a href="http://www.wanghuaikuan.com/fscpyfw-2">天然沸石與制冷劑不同，其是一種干燥劑，可以吸收其吸水或親水孔中的水分。盡管這些無(wú)機(jī)材料是綠色的并且具有出色的除濕性能，但基于沸石的除濕機(jī)也面臨著自身的挑戰(zhàn)。

研究人員首先通過在幾納米寬的氧化鋁平臺(tái)上小心地應(yīng)用沸石來(lái)制作薄膜。接下來(lái)，他們將這層薄膜放入高濃度氫氧化鈉溶液中，引發(fā)一種稱為水解的化學(xué)過程。該反應(yīng)導(dǎo)致酰亞胺分子基團(tuán)斷裂并變?yōu)橛H水性。在高倍顯微鏡下觀察時(shí)，研究人員發(fā)現(xiàn)水解反應(yīng)導(dǎo)致在聚酰亞胺材料內(nèi)形成吸水滲透通道或高速公路。

當(dāng)Jeong的團(tuán)隊(duì)測(cè)試他們?cè)鰪?qiáng)的除濕材料時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)這種沸石制備的膜對(duì)水分子具有很強(qiáng)的吸附性。換句話說，沸石膜能夠通過將多余的水分捕獲在滲透通道中來(lái)從空氣中提取多余的水分。研究人員指出，這些膜可以連續(xù)運(yùn)行而無(wú)需再生，因?yàn)楸焕肿油ㄟ^安裝在標(biāo)準(zhǔn)除濕機(jī)內(nèi)的真空泵從另一側(cè)離開。他的團(tuán)隊(duì)精心設(shè)計(jì)了部分水解實(shí)驗(yàn)，其中受控?cái)?shù)量的沸石膜變得親水，并且具有廣闊的應(yīng)用前景，是一種改善聚合物除濕性能的新方法，需要進(jìn)行更多優(yōu)化以進(jìn)一步提高這種膜的性能，這項(xiàng)研究由國(guó)家科學(xué)基金會(huì)和卡塔爾國(guó)家研究基金資助。