解锁天空之泉：新一代高性能MOF材料引领大气集水技术革命-百灵威

随着气候变化加剧与人口增长，淡水短缺已成为影响全球数十亿人的严峻挑战。传统的海水淡化和远距离调水工程往往伴随着高昂的能源消耗与基建成本。在此背景下，直接从取之不尽的大气中捕获水分，被视为一项极具潜力的颠覆性解决方案。然而，其技术核心——吸附材料的性能，长期制约着该技术的效率与实用性。

百灵威拥有由国内顶尖科研团队潜心研发的新一代高性能金属-有机骨架（MOF）吸附材料。这些材料以其卓越的吸水性能、出色的稳定性及可规模化的生产潜力，正将高效、低碳的大气集水从实验室蓝图推向广阔的应用天地。

核心技术突破：为何是MOF？

金属-有机骨架材料是一种由金属离子与有机配体自组装形成的多孔晶体材料，其独特的结构赋予它无可比拟的优势：

· 极高的比表面积与可定制孔道：如同微观层面的“海绵”，能提供巨大的表面积和精确设计的纳米孔道，针对水分子实现高效识别与捕获。

· 超低的湿度工作阈值：传统吸附剂在干燥环境中效率骤降，而我们的MOF材料经过特殊设计，即使在相对湿度低至10-15% 的极端干旱环境下，仍能有效吸附水分，极大扩展了技术的适用地域。

· 快速吸附-解吸动力学与低能耗再生：材料不仅吸水速度快，且通过温和加热（可结合太阳能）即可快速、完整地释放所捕获的纯净水，实现每日多次循环，能耗远低于传统制冷冷凝法。

产品推荐

1. MOF-74系列：多功能平台的集水潜力

该系列材料以高密度开放金属位点和一维蜂窝状孔道著称，不仅是气体捕集明星，亦展现出优秀的水吸附能力。

· 集水应用亮点：其对水分子具有良好的亲和力，吸水性能稳定，可在中等湿度环境下作为可靠的集水候选材料进行研究与验证。其中，MOF-74(Mg)-2 为纳米级颗粒，具有更高的比表面积，有望提升吸水动力学性能。

· 推荐型号

品名	CAS	货号
MOF-74(Mg)-1, BET=900-1200 m2/g MOF-74(镁)-1	1565828-96-7	9338841
MOF-74(Mg)-2, BET=1400-1600 m2/g MOF-74(镁)-2	1565828-96-7	991900
Co-MOF-74, BET=800-1000 m2/g Co-MOF-74	871658-67-2	950668
MOF-74-Ni, BET=700-1000 m2/g MOF-74-镍	882977-00-6	9108359

2. MIL-53(Al)-FA：经工业验证的稳定之选

这是一款拥有独特“呼吸效应”（孔隙可随水分子吸附/脱附智能开合）且稳定性极佳的材料。

· 集水应用亮点：其出色的水热稳定性确保了在反复的吸水-解吸循环中结构长期耐久。该特性对于需要长时间稳定运行的实际集水装置至关重要，降低了材料降解导致的性能衰减风险

品名	CAS	货号
MIL-53(Al)-FA, BET=700 - 900 m2/g MIL-53(Al)-FA	1370461-06-5	9338344

3. CaCl2@MOF-808：专为高效集水设计的复合增强材料

本产品通过将强亲水盐（CaCl₂）封装于高度稳定的MOF-808孔道中，实现了性能的颠覆性提升。

· 集水应用核心优势：

· 超低湿度下表现卓越：专门针对干旱、沙漠性气候（极低湿度环境）优化，集水效率显著。

· 性能超越标杆：实测集水能力优于MOF-303、MOF-801等常用集水MOF，是目前已知的高性能集水材料之一。

品名	CAS	货号
CaCl2@MOF-808, At 20% humidity, the water absorption is 0.3-0.35 g/g, and at 30% humidity, it has a water absorption of 0.45-0.5 g/g. After filling, the BET is lower at 200-250 m2/g CaCl2@MOF-808	/	9480214

4. 吴一楠副教授科研成果

吴一楠老师研发的 MOFs 材料系列是大气集水的核心之选，如 UiO-66、HKUST-1 等凭借高比表面积与稳定结构实现高效吸附；MIL 系列适配多样环境；尤其值得关注的是 MOF-303 (Al)，由铝与3,5 - 吡唑二甲酸配体组成，在低湿度下快速吸水且容量高，温和加热即可高效脱附。Hanikel等人研究表明，在相同的实验条件下，MOF-303(Al)的动态吸水性能优于其他商业化吸附剂。他们用0.433kg的MOF-303(Al)制造了一个集水装置，该装置在实验室（相对湿度32%，27℃）和沙漠（相对湿度10%，27℃）条件下，每公斤 MOF能分别产生 1.3L和 0.7L水，相比之前报道提高了1个数量级(1)。基于以上优势开发一种简单、快速、高产率的合成方法来大规模生产MOF-303(Al)对于实现其商业化具有重要意义。百灵威联合同济大学吴一楠副教授对MOF-303(Al)的传统合成方法进行优化，实现了在温和条件下快速制备MOF-303(Al)，可放大生产至千克级。

品名	CAS	货号
Zirconium 1,4-dicarboxybenzene MOF (UiO-66), BET surface area 1000-1600 m2/g, particle size: amorphous microcrystal 锆 1,4-羧基苯MOF (UiO-66)	1072413-89-8	946537
HKUST-1, SSA:＞1500 m2/g 1,3,5-均苯三羧酸铜	222404-02-6	2465672
MIL-53(Al), 95%, SSA: 900 - 1400 m2/g 对苯二甲酸铝	654061-20-8	807436
Aluminum fumarate MOF, BET surface area: 1000-1300 m2/g 富马酸铝 MOF	/	9190261
MOF-303(Al), BET surface area: 900-1300 m2/g MOF-303(Al) 金属有机骨架	2050043-41-7	9272497

从实验室到真实世界：多元应用场景

基于上述特性，这些MOF材料为多个领域带来了创新的水解决方案：

1. 分布式家庭与社区供水：可集成于小型装置中，为干旱地区、海岛、偏远村庄提供可持续的日常饮用水源。

2. 农业与生态保障：为温室、精准农业或关键生态区域的植被修复提供可靠的补充灌溉水源。

3. 应急救灾与野外作业：快速部署，为灾害救援、军事行动、地质勘探等场景提供紧急生命水支持。

4. 工业级空气取水：为对水质有特殊要求的电子、制药等工业流程提供高纯水补充，或用于调节室内环境湿度。

MOF不是某一种特定的物质，而是一个庞大的材料家族和一种革命性的材料设计理念。它就像一套分子级的乐高套装，科学家通过挑选不同的金属“接头”和有机“连杆”，可以设计并搭建出无数种结构、功能各异的定制化多孔材料，来解决能源、环境、健康等领域的具体挑战。

产品列表

有机分子链接剂

品名	CAS	货号
2-Aminoterephthalic acid, 98% 2-氨基对苯二甲酸	10312-55-7	328187
1,3,5-Benzenetricarboxylic acid, 99% 1,3,5-均苯三甲酸	554-95-0	180441
Chloroform-d, 99.8 atom%D, contains 0.03% v/v TMS, stabilized with silver foil 氘代氯仿	865-49-6	167915^促
4,4'-Dipyridyl, 99% 4,4'-联吡啶	553-26-4	297602
2-Methylimidazole, 99% 2-甲基咪唑	693-98-1	159278
Methanol-d4, 99.8 atom%D 氘代甲醇-d4	811-98-3	114655^促
2,5-Pyridinedicarboxylic acid, 98% 2,5-吡啶二羧酸	100-26-5	134005
Terephthalic acid, 99% 对苯二甲酸	100-21-0	333492
1,4-Di(4-pyridyl)benzene, 98% 1,4-二(4-吡啶基)苯	113682-56-7	1685414

金属盐

品名	CAS	货号
Cobalt nitrate hexahydrate, 98%, ACS reagent 硝酸钴六水合物	10026-22-9	501895 危化品
Copper(I) bromide, 98% 溴化亚铜(I)	7787-70-4	374383
Copper(I) chloride, 98% 氯化亚铜(I)	7758-89-6	952467
Ferric chloride, 98%, for synthesis 三氯化铁	7705-08-0	916296 危化品
Manganese(II) nitrate, 50-52% aqueous solution 硝酸锰水合物	10377-66-9	93-2517 危化品
Nickel(II) acetate tetrahydrate, 99%, for synthesis 乙酸镍(II) 四水合物	6018-89-9	226815
Nickel(II) chloride hexahydrate, 99.9% 氯化镍(II)六水合物	7791-20-0	486536 危化品
Ruthenium(III) chloride, 99%, anhydrous 三氯化钌(III)	10049-08-8	257385
Zinc acetate dihydrate, 99%, for analysis 乙酸锌二水合物	5970-45-6	971478
Zirconium(IV) chloride, 98%, anhydrous 四氯化锆(IV)	10026-11-6	293489 危化品

钯催化剂

品名	CAS	货号
Tetrakis(triphenylphosphine)palladium(0), 99% 四(三苯基膦)钯(0)	14221-01-3	182482

合成溶剂

品名	CAS	货号
Dimethyl sulfoxide, 99% 二甲基亚砜	67-68-5	984549
N,N-Dimethylformamide, 99.9%, for synthesis N,N-二甲基甲酰胺	68-12-2	914616 危化品
Ethanol, 99.7%, reagent grade, anhydrous 乙醇	64-17-5	983081 危化品
Ethyl hexanoate, 99% 己酸乙酯	123-66-0	995241 危化品
Isopropanol, 99.7%, for synthesis 异丙醇	67-63-0	923740 危化品
Methanol, 99.9%, ACS/HPLC Certified 甲醇	67-56-1	122729 危化品

品名	CAS	货号
2-Amino-5-bromo-3-iodopyridine, 97% 2-氨基-5-溴-3-碘吡啶	381233-96-1	101090
9-(4-Bromophenyl)carbazole, 98% 9-(4-溴苯基)咔唑	57102-42-8	1023050
Cyanuric chloride, 99% 三聚氯氰	108-77-0	376678 危化品
5-Chloro-4-nitrothiophene-2-carboxylic acid, 97% 5-氯-4-硝基噻吩-2-甲酸	89166-85-8	108179
Ethyl 2-amino-4-(4-bromophenyl)-3-thiophenecarboxylate, 98% 2-氨基-4-(4-溴苯基) 噻吩-3-甲酸乙酯	306934-99-6	101104

方煜教授科研成果

品名	CAS	货号
Nano UiO-66, particle size: 100 - 200 nm, surface area: 650 - 700 m2/g, standard-microcrystal UiO-66纳米颗粒	1072413-89-8	993989
Nano UiO-66-NH2, particle size: 100 - 200 nm, surface area: 800 - 1075 m2/g, standard-microcrystal UiO-66-NH2纳米颗粒	1260119-00-3	913851
Nano UiO-67, particle size: 200 - 300 nm, surface area: 1700 - 2000 m2/g, pore volume : 0.8 - 1.0 cm3/g, standard-microcrystal UiO-67纳米颗粒	1072413-83-2	9108416
Nano MIL-101, particle size: 100 - 220 nm, surface area: 2800 - 3300 m2/g, pore volume: 2.0 - 2.4 cm3/g, standard-microcrystal MIL-101纳米颗粒	869288-09-5	9335549
Nano MOF-808, particle size: 200 - 300 nm, surface area: 1800 - 2000 m2/g, pore volume : 0.8 - 1.0 cm3/g, standard-microcrystal MOF-808纳米颗粒	1579984-19-2	968382
Nano PCN-222, particle size: 200 - 300 nm, surface area: 1800 - 2000 m2/g, pore volume: 1.3 - 1.5 cm3/g, standard-microcrystal PCN-222纳米颗粒	1403461-06-2	9335550

安全防护试剂

分子筛可快速吸附环境水分，避免水汽侵蚀 MOFs 材料，导致结构损坏与性能下降，为储氢系统稳定运行提供可靠保障，确保储氢过程安全高效。

品名	CAS	货号
Molecular sieves, 4A MS, 8-12 mesh 分子筛	70955-01-0	923000
Molecular sieves, 3Å, 4 - 8 mesh 分子筛, 3Å	308080-99-1	399538
Molecular sieves, 5A, 3 - 5 mesh 分子筛, 5A	69912-79-4	930280

多孔碳材料

品名	CAS	货号
Carbon nanotubes, multi-walled, 95%, reagent grade, outer diam.: 20 - 30 nm, length: 10 - 30 μm 碳纳米管, 多壁式	308068-56-6	999932
Carbon nanotubes, multi-walled, 98%, reagent grade, outer diam.: 30 - 50 nm, length: 0.5 - 2 μm 碳纳米管, 多壁式	308068-56-6	928058
Carbon nanofibers, 95%, outer diam.:50-200 nm, length:1-15 um 碳纳米纤维	308068-56-6	980047
Graphene, 98%, reagent grade, thickness: 0.55 - 3.74 nm, diam.: 0.5-3μm, layers: <10 石墨烯	1034343-98-0	966627
Graphene nanoplatelets, (2-10nm thick x ~5 microns wide) 石墨烯纳米片	1034343-98-0	06-0222
Graphene oxide, 99%, reagent grade, thickness: 0.55 - 1.2 nm, diam.: 0.5 - 3 μm, layers: ＜3 氧化石墨烯	1034343-98-0	934143

品名	CAS	货号
Digital stainless steel hotplate magnetic stirrer, with heating, heating temperature range: RT 340℃, power 550 W 数显不锈钢加热磁力搅拌器	/	1122416
Laboratory consumables, disposable dispenser for laboratory use (without needle), limited to scientific research use only, 2-piece, pp, 5 ml 实验室耗材, 实验室用一次性加液器(无针头), 仅限科研使用	/	972645
Magnetic stir bar, PTFE-coated, egg-shaped, A100 (6*10mm), 5 pcs/pack 聚四氟乙烯磁力搅拌子,椭圆型	/	1482821
Magnetic stir bar, PTFE-coated, egg-shaped, A200(8-9mm*20mm), 5 pcs/pack 聚四氟乙烯磁力搅拌子,椭圆型	/	978702
Short screw thread vials, 2ml, 9mm, 11.6×32mm, with marking spot, clear, large opening 短螺纹样品瓶，2ml, 9mm, 11.6×32mm, 透明, 广口, 带书写签	/	917753
Plastic beaker, 30ml, PP, clear, ml/oz double scale, ribs for easy stacking, 10 pcs/pack 塑料烧杯	/	914647

百灵威智慧实验室

品名	CAS	货号
FindMolecule IMS, Industry 实验室库存管理系统服务	/	9269006
Bio-Vanguard® Antimicrobial Rinse-free Foaming Hand Sanitizer 清萨灵®泡沫抗菌免水洗手液	/	965255

参考文献

1. Hanikel N, Prévot M S, Fathieh F, et al. Rapid cycling and exceptional yield in a metal-organic framework water harvester(J). ACS central science, 2019, 5(10): 1699-1706.