空间制冷和供暖、通风和空调（HVAC, heating, ventilation and air conditioning）占据了全球10 %的用电量，对应于每年产生1.13 Gt CO₂，基于吸附机制的HVAC技术被认为是可能替代传统制冷系统的一种节能技术，但是目前人们仍没有发展比较合适的吸附剂，难以克服传统吸附剂材料（分子筛、硅胶）的局限。人们发现MOF材料的吸水和再生能量提高一个数量级，但是MOF材料粉末处理的困难阻碍了MOF用于HVAC。

有鉴于此，剑桥大学David Fairen-Jimenez等报道三种高密度的一体成型MOF材料（UiO-66, UiO-66-NH₂, Zr-富马酸盐），具有优异的气体/蒸汽吸附能力和<100 ℃的材料重生温度。

本文要点

（1）

通过SAXS和晶格-气体模型解释MOF的结构和介孔组成，能够非常准确的预测材料的吸附能力。

（2）

拓展溶胶-凝胶合成方法，合成的块体晶体MOF具有较大的亲水通道，因此实现优异的吸水性能，表现Type V型（S型）等温脱附曲线。在不损失吸附性能的情况合成了密度达到0.76 g cm^-3单片Zr-富马酸盐，具有≤100 ℃的重生温度，性能系数（coefficient of performance）达到0.71。

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Ceren Çamur, Robin Babu, José A. Suárez del Pino, Nakul Rampal, Javier Pérez-Carvajal, Philipp Hügenell, Sebastian-Johannes Ernst, Joaquin Silvestre-Albero, Inhar Imaz, David G. Madden, Daniel Maspoch, David Fairen-Jimenez, Monolithic Zirconium-based Metal-Organic Frameworks for Energy-Efficient Water Adsorption Applications, Adv. Mater. 2023

DOI: 10.1002/adma.202209104

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202209104