基于MIL-101(Cr)@LiCl掺杂水凝胶的界面水捕获与接触电催化技术：抗菌-产氢双功能集成研究

为解决潮湿环境微生物滋生及高效水捕获难题，研究人员开发了新型复合吸附剂MIL-101(Cr)@LiCl（ML），将其掺杂至PAAcK水凝胶骨架中构建PML系统。该研究通过调控ML含量实现2.48 g·g?1的吸湿率提升，创新性提出接触电催化（CEC）抗菌机制（杀菌率99.97%），并设计夹层结构实现空气产氢149.63 L·m2·h?1（法拉第效率90%），为环境净化与清洁能源提供一体化解决方案。

　　

潮湿环境易滋生微生物，而捕获含菌水滴可实现空气净化。研究团队将氯化锂（LiCl）封装于金属有机框架MIL-101(Cr)中构建复合吸附剂ML，并将其掺杂至聚丙烯酸钾（PAAcK）水凝胶网络。通过优化ML含量（10%时吸湿率提升2.28倍），该PML系统展现出每克材料2.48克的水捕获能力。蒙特卡洛模拟揭示Cr³⁺、氟原子和羧基是吸湿关键位点。

更令人振奋的是，水分子与PML接触时触发的接触电催化（CEC）效应显著降低电荷转移势垒。实验检测到羟基自由基（·OH）和超氧自由基（·O₂^-）的生成，证实电荷转移驱动的化学反应，最终实现99.97%的惊人杀菌率。研究人员还创新设计三明治结构，定向引导捕获水至电极界面，使空气直接转化为氢气速率达149.63升每平方米每小时，且法拉第效率逼近90%——这相当于用空气"种"出清洁能源！该技术巧妙融合环境净化与能源生产，为可持续发展提供全新范式。