Angew. Chem. ：基于双氢键系统的晶态多孔有机盐用于快速大气水收集

获得清洁的淡水资源对于改善全世界人民的健康、生活水平和生产力至关重要。现阶段增加安全淡水产量最主流的方法还是通过海水淡化技术。但是其仅适用于沿海地区所以具有很大的局限性。近年来，新兴的多孔材料辅助的大气水收集技术（AWH）由于没有地理位置的限制，被认为是新一代解决水资源短缺问题的有效手段。然而，目前为止，可用于AWH的多孔吸附剂材料数量有限，不足以满足不同气候条件下的需求。

晶态多孔有机盐（CPOSs）是一种新兴的有机多孔材料，是由有机酸和有机碱通过离子键连接而成。高极性孔道为水分子吸附提供了大量的结合位点，使其具有优异的亲水性，有望成为一种优秀的AWH吸附剂材料。

近日，浙江师范大学的贲腾教授通过分子设计合成一种新型晶态多孔有机盐（CPOS-6），由于在不同相对湿度下展现出的独特双氢键系统同时促进了水分子的吸附/脱附动力学，使其表现出了优异的大气水收集性能。同时，该研究建立了一种通过吸附/脱附动力学表现评估材料AWH性能的新评价体系。

CPOS-6在低相对湿度下时孔道内边缘的强极性基团通过与水分子间形成强氢键相互作用进行水分子的吸附，随着相对湿度的升高，后续进入孔道中的水分子不再与强极性基团之间形成氢键，而是与孔道内存在的水分子之间形成弱氢键相互作用，被大量吸附在CPOS-6孔道内。这种双氢键系统在吸附时通过提供水分子吸附位点，加快第二阶段水分子吸附速度，在脱附时由于弱氢键相互作用的存在，容易在较低的温度下快速实现水分子的释放。原位FT-IR，水分子吸附热以及晶体结构也表明其阶段吸附过程，证实双氢键系统的存在。

最终， 尽管CPOS-6的单次水吸附能力较低，但是由于双氢键系统促进的快速吸附/脱附动力学过程，使其表现出了高的产水量（2.16 g g^-1 day^-1）。此外，其具有良好的循环稳定性，表明晶态多孔有机盐是一种潜在的AWH吸附剂材料。

论文信息

Crystalline Porous Organic Salt for Ultrarapid Adsorption/Desorption-Based Atmospheric Water Harvesting by Dual Hydrogen Bond System

Shuai Zhang,# Jingru Fu,# Saikat Das, Kaiqi Ye, Weidong Zhu, and Teng Ben*

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202208660

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