Extreme Water Uptake of Hygroscopic Hydrogels through Maximized Swelling‐Induced Salt Loading

自愈水凝胶 材料科学 肿胀 的 相对湿度 化学工程 水溶液 盐(化学) 水蒸气 吸附 泄漏(经济) 复合材料 高分子化学 化学 有机化学 吸附 经济 宏观经济学 工程类 物理 热力学
作者
Gustav Graeber,Carlos D. Díaz‐Marín,Leon C. Gaugler,Yang Zhong,Bachir El Fil,Xinyue Liu,Evelyn N. Wang
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:36 (12): e2211783-e2211783 被引量:168
标识
DOI:10.1002/adma.202211783
摘要

Abstract Hygroscopic hydrogels are emerging as scalable and low‐cost sorbents for atmospheric water harvesting, dehumidification, passive cooling, and thermal energy storage. However, devices using these materials still exhibit insufficient performance, partly due to the limited water vapor uptake of the hydrogels. Here, the swelling dynamics of hydrogels in aqueous lithiumchloride solutions, the implications on hydrogel salt loading, and the resulting vapor uptake of the synthesized hydrogel–salt composites are characterized. By tuning the salt concentration of the swelling solutions and the cross‐linking properties of the gels, hygroscopic hydrogels with extremely high salt loadings are synthesized, which enable unprecedented water uptakes of 1.79 and 3.86 gg −1 at relative humidity (RH) of 30% and 70%, respectively. At 30% RH, this exceeds previously reported water uptakes of metal–organic frameworks by over 100% and of hydrogels by 15%, bringing the uptake within 93% of the fundamental limit of hygroscopic salts while avoiding leakage problems common in salt solutions. By modeling the salt‐vapor equilibria, the maximum leakage‐free RH is elucidated as a function of hydrogel uptake and swelling ratio. These insights guide the design of hydrogels with exceptional hygroscopicity that enable sorption‐based devices to tackle water scarcity and the global energy crisis.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
yq1001发布了新的文献求助20
刚刚
wqh666发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
1秒前
远方自会发布了新的文献求助10
1秒前
远方自会发布了新的文献求助10
1秒前
远方自会发布了新的文献求助10
1秒前
爆米花应助yuanyingge采纳,获得10
2秒前
2秒前
Orange应助一叶扁舟采纳,获得10
2秒前
3秒前
3秒前
wang完成签到,获得积分10
3秒前
远方自会发布了新的文献求助10
4秒前
远方自会发布了新的文献求助10
5秒前
远方自会发布了新的文献求助10
5秒前
远方自会发布了新的文献求助10
5秒前
远方自会发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
爱喝奶茶的柚子完成签到 ,获得积分10
6秒前
7秒前
szh发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
8秒前
絮1111完成签到 ,获得积分10
8秒前
远方自会发布了新的文献求助10
8秒前
TRISTE发布了新的文献求助10
8秒前
远方自会发布了新的文献求助10
8秒前
远方自会发布了新的文献求助10
9秒前
远方自会发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
9秒前
10秒前
生动的箴完成签到,获得积分10
10秒前
大个应助lxl采纳,获得10
10秒前
11秒前
tiantian完成签到,获得积分10
12秒前
小马甲应助湫殇采纳,获得10
12秒前
12秒前
远方自会发布了新的文献求助10
12秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
HYDROLYSE ACIDE DE QUELQUES DIOXASPIROCYCLANES 1314
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 800
Navigating Normative Orders. Interdisciplinary Perspectives 800
1 Peter and Christ's Descent to the Dead in Its Early Christian Reception 700
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7747893
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9296156
关于积分的说明 20233764
捐赠科研通 7329274
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3308742
关于科研通互助平台的介绍 2460494
邀请新用户注册赠送积分活动 2320694