太阳能驱动的吸附式空气取水（SAWH）技术，为解决干旱地区水资源短缺问题提供了有效途径。吸附剂的吸湿能力在其中起到决定性作用，高负载量的盐基复合吸附剂是目前较为常用的吸湿材料。然而，其在长期使用中仍存在一些弊端。因此，探索一种简便的方法开发具有适当盐含量且盐分布均匀的复合吸附剂，显得尤为重要。另一方面，在SAWH过程中，会产生大量的额外热量，这些热量往往被忽视，设计一种能够利用这些热量进行发电并同时生产淡水的系统，不仅能够提高能源利用效率，还能为干旱地区提供可持续的电力和淡水资源。

近期，东华大学覃小红团队公布了一种简单的集成策略来合成基于氯化锂的超吸湿海绵。研究人员采用集成策略，将多巴胺(DA)、氯化锂(LiCl)和碳纳米管(CNTs)结合在三维互连多孔的三聚氰胺海绵(MS)上，形成具有三维多孔结构的LiCl/PMS/CNTs复合海绵。多巴胺因富含—OH和—NH2基团，能与LiCl螯合，并自发聚合为聚多巴胺(PDA)，均匀沉积于MS表面（形成PMS）。此过程既确保LiCl颗粒均匀固定，又促进CNTs有效分散。

LiCl/PMS/CNTs的合成与表征

LiCl/PMS/CNTs复合海绵利用LiCl与多巴胺的螯合作用，相比直接浸渍法制得的LiCl/MS/CNTs，吸湿率和吸湿速率更高。在15%、30%和60%相对湿度下，该材料分别在190、160和220min内达吸湿平衡，首小时吸湿速率高达0.74、1.36和2.59 g/(g·h)，尤其在干燥气候下表现卓越。此外，该海绵因螯合作用而具有高循环稳定性，35次循环后性能无明显衰退。

LiCl/PMS/CNT的吸湿性能

研究人员在光热条件下对超吸湿海绵的解吸性能进行探究。结果显示，在250～2500nm波长范围内，其展现出了卓越的太阳光吸收能力。在标准太阳辐射强度（1.0倍太阳辐射）下，该复合材料能够在70min内释放出约90%的吸附水分，速度远超多数已报道的基于LiCl的复合材料。此外，即便在低光强辐射条件（仅为0.6倍太阳辐射）下，LiCl/PMS/CNTs在100min后仍能释放出高达75%的水分，充分展示了其出色的光热转换效率和水分释放性能。

LiCl/PMS/CNTs的解吸性能

此外，研究人员制作了一个简便易携的集水装置，并在模拟的干旱条件（30℃，30% RH）下，通过周期性模拟阳光的暴露与遮挡，对该装置进行了连续24h的5次循环集水实验。结果显示，经过5次循环后，集水量高达3.47 kg/（kg·d），集水效率达到86%，远超多数已报道成果。为了确保收集到的水质安全可靠，水质分析显示，离子浓度、总有机碳（TOC）及总氮（TN）均远低于WHO安全标准，证明水质优良，完全符合饮用水安全要求。

LiCl/PMS/CNTs的大气集水性能

为了有效利用SAWH过程中蕴含的低品位热能资源——包括吸附热及多余的太阳能，研究人员将LiCl/PMS/CNTs材料与热电模块相结合，构建了一个集大气水收集与发电功能于一体的装置。在材料的吸附与解吸循环过程中，分别测得的最大输出功率密度高达35.4和454.4 mW/m2。尤为值得一提的是，该装置在历经多次吸附－解吸循环后，其性能依然保持稳定，表明其具备长期、持续地从空气中捕获水分并同步产生电能的能力。

同时实现大气水生产和发电

相关工作以“Super Moisture-Sorbent Sponge for Sustainable Atmospheric Water Harvesting and Power Generation ”为题发表在《Advanced Materials》上。

（来源：高分子科学前沿）