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除濕。然而，盡管制冷劑很受歡迎，但它仍然是溫室氣體的來源，是全球變暖的罪魁禍?zhǔn)住Ｗ鳛槌凉竦奶娲牧希?a href="http://www.newsdom.cn/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)用沸石來制作薄膜。接下來，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。