金属有机框架（MOF）已成为一类易于吸收和释放水的多孔材料，使其成为现实世界大气水收集应用的优异基材。通过评估吸收的水总量和释放动力学，在总体水平上对不同 MOF 系统的性能进行了实验表征，留下了原始材料的实际上限是多少的问题。此外，最近的设备依赖于流化床反应器，该反应器在单晶（SC）水平上利用 MOF 的收集能力。

近日，加州大学伯克利分校Omar M. Yaghi，慕尼黑大学Evelyn Ploetz提出了一种基于拉曼光谱的新颖方法，用于获取亚微米分辨率的水吸附等温线和动力学曲线，为在 SC 水平上探测原始 MOF 的材料行为提供了有价值的见解。

文章要点

1）研究了原位分离的 MOF-801 颗粒，并可以通过吸附-解吸等温线和动力学曲线剖析颗粒内和颗粒间效应对 MOF-801 集水性能的影响。使用自发拉曼光谱，我们发现未受干扰的晶体材料的吸收速度快了近 20 倍。

2）基于四波混合和相干反斯托克斯拉曼散射的相关成像进一步定位了 MOF-801 内部吸收的水，并确定颗粒间凝结是本体和 SC 水平性能差异的主要来源。研究确定 MOF-801 的上限约为 91.9 L/kgMOF/天。

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Adrian Fuchs, et al, Water Harvesting at the Single-Crystal Level, J. Am. Chem. Soc., 2023

DOI: 10.1021/jacs.3c02902

https://doi.org/10.1021/jacs.3c02902