近日，環(huán)境與資源學(xué)院沈健副教授應(yīng)邀在《化學(xué)評(píng)論》（Chemical Reviews）雜志發(fā)表題為“納米多孔框架吸附劑在吸附制冷中應(yīng)用”（Engineered Nanoporous Frameworks for Adsorption Cooling Applications）的綜述性論文。沈健副教授為第一作者，合作單位包括美國(guó)太平洋西北國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和法國(guó)蒙彼利埃大學(xué)。

《化學(xué)評(píng)論》（2024影響因子：51.4）是由美國(guó)化學(xué)會(huì)于1924年創(chuàng)刊并發(fā)行至今的國(guó)際化學(xué)領(lǐng)域內(nèi)最具權(quán)威性的學(xué)術(shù)期刊之一，致力于發(fā)表最具影響力的綜述文章，以綜合性、權(quán)威性以及可讀性強(qiáng)著稱(chēng)。

（本論文作為Chemical Reviews期刊2024年第12期封面論文發(fā)表）

隨著全球變暖以及人們對(duì)生活與工作環(huán)境要求提高，傳統(tǒng)機(jī)械壓縮式制冷技術(shù)不僅需要不可再生能源，還帶來(lái)不可逆的環(huán)境危害（如溫室效應(yīng)、臭氧空洞效應(yīng)）。國(guó)家自然科學(xué)基金委“十四五”發(fā)展規(guī)劃提出115項(xiàng)優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域，其中面向碳達(dá)峰碳中和的能源高效利用與節(jié)能減排成為重點(diǎn)方向之一?；诖?，尋找替代低質(zhì)能源以降低電力消耗來(lái)驅(qū)動(dòng)制冷劑“壓縮”尤為關(guān)鍵。吸附式制冷是一種利用低品位余熱資源（如工業(yè)余熱、潮汐能、太陽(yáng)能等），通過(guò)熱驅(qū)動(dòng)制冷劑吸脫附形成“偽機(jī)械壓縮/擴(kuò)張”的氣態(tài)制冷劑壓力差，實(shí)現(xiàn)制冷劑循環(huán)利用，達(dá)到儲(chǔ)熱與制冷的目的。目前，影響吸附式制冷效率的核心是如何在吸脫附過(guò)程獲得高制冷劑吞吐量。因此，需要提高吸附劑吸附容量（與吸附劑組織結(jié)構(gòu)、化學(xué)環(huán)境、制冷劑物理特性等有關(guān)），同時(shí)獲得溫和的吸附劑-制冷劑間作用力。

本綜述系統(tǒng)研究和深入分析了納米多孔框架吸附劑在吸附制冷中應(yīng)用可行性，通過(guò)離位/原位實(shí)驗(yàn)表征與理論計(jì)算模型，深度聚焦與解析了吸附劑-制冷劑間作用力調(diào)控機(jī)制、吸附劑構(gòu)效關(guān)系和制冷劑連續(xù)孔填充機(jī)制，并總結(jié)與展望了新型多孔吸附劑發(fā)展趨勢(shì)、吸附劑-制冷劑作用力調(diào)控機(jī)制、理論計(jì)算新算法開(kāi)發(fā)與新型吸附劑性能預(yù)測(cè)，以及低品位余熱驅(qū)動(dòng)吸附制冷原理在其他環(huán)境分離與能源儲(chǔ)存方面的應(yīng)用。

本綜述論文框架

近年來(lái)，多孔材料聯(lián)合開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)在納米多孔吸附劑開(kāi)發(fā)與制冷性能強(qiáng)化方面開(kāi)展了系列合作研究，材料體系涵蓋MOFs、COFs、PPNs和活性炭，并通過(guò)調(diào)節(jié)孔道窗口形貌、孔道尺寸、孔道缺陷、金屬位點(diǎn)不飽和度等，獲得了高制冷劑吞吐量和高吸附制冷效率，顯著提升了吸附制冷技術(shù)應(yīng)用可能性。

沈健目前主要從事項(xiàng)目環(huán)境功能材料可控合成及其減污降碳性能強(qiáng)化與過(guò)程控制機(jī)制研究。主持國(guó)家級(jí)項(xiàng)目、省部級(jí)項(xiàng)目以及企業(yè)委托項(xiàng)目等共10項(xiàng)。截止目前，在環(huán)境、化工與化學(xué)類(lèi)期刊發(fā)表論文近50余篇；申請(qǐng)發(fā)明專(zhuān)利17項(xiàng)，授權(quán)5項(xiàng)。現(xiàn)擔(dān)任多個(gè)期刊的青年編委、多個(gè)國(guó)際重要學(xué)術(shù)期刊審稿人和學(xué)術(shù)會(huì)議召集人。

全文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemrev.3c00450