华中科技大学Song Li等–氧化石墨烯改善DUT-67吸附脱盐性能

金属有机骨架(MOFs)由于其超高的比表面积而被认为是最有前途的吸附脱盐系统(ADs)吸附剂之一。DUT-67是一种具有优异吸附能力的水稳定MOF，是ADs的潜在候选材料。为了进一步提高其脱盐性能，本研究将不同量的氧化石墨烯(GO)掺入DUT-67中，得到DUT-67/GO复合材料。采用集总参数模型对不同操作条件下DUT-67/GO复合材料的吸附脱盐性能进行了估计，包括比日产水量(SDWP)和性能比(PR)。结果表明，DUT-67/GO复合材料的介孔有利于传质。在不同的DUT-67/GO复合材料中，添加24 wt% GO的DUT-67/GO复合材料(DG-24)的吸水率最高(0.34 g/g)，总传质系数为0.0019 s^-1，分别比DUT-67提高了12.4%和15.1%。此外，通过数值模拟，DG-24的平均SDWP(14.7 m³/(ton/day))和PR(0.77)与DUT-67(SDWP = 12.8 m³/(ton/day)， PR = 0.72)相比显著提高，这可归因于它们孔径和传质系数的增加。

图1. 具有不同GO含量的DUT-67和DUT-67/GO复合材料的图片。

图2. 吸附脱盐系统原理图。

图3. DUT-67和DUT-67/GO复合材料的（a） PXRD图谱和（b）SEM图像。

图4. DUT-67/GO复合材料的孔径分布。

图5. DUT-67和DUT-67/GO复合材料的（a） 水吸附等温线（298K）和（b）动力学（303K，0.84kPa）。

图6. T_hot和T_chilled对（a）SDWP和（b）ΔW（t）的影响。

图7. 当T_chilled=30℃时，T_hot对（a）W（t）和（b）ΔW（t）的影响。

图8. 在T_hot=60℃时，T_chilled对（a）W（t）和（b）ΔW（t）的影响。

图9. T_hot和T_chilled对（a）PR和（b）ΔW（t）的影响。

相关研究成果由华中科技大学能源与动力工程学院新能源科学与工程系、华中科技大学中欧清洁与可再生能源学院Song Li等人于2023年发表在Microporous and Mesoporous Materials (https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2023.112554 )上。原文：Improved adsorption desalination performance of DUT-67 by incorporating Graphene Oxide (GO)。