Development of Novel MOF-Based Sorbent Materials for Autonomous Moisture Control Across Different Humidity Ranges

Sammanfattning

Fuktkontroll i den byggda miljön är avgörande för att upprätthålla mänskliga komfortstandarder, men traditionella processer har låg energieffektivitet och deras efterfrågan förväntas tredubblas till år 2050. För att möta denna kommande utmaning och förbättra energieffektiviteten inom byggsektorn har metall-organiska ramverk (MOF:er) visat stor potential för inomhusfuktkontroll tack vare deras justerbara porositet, höga vattenupptag och milda regenereringsvillkor. Denna studie undersöker sorptionsprestanda och mekanismer hos flera MOF:er och andra konventionella adsorbenter över olika intervall av relativ luftfuktighet (RH), med fokus på kinetik för att förstå hur man kan skapa snabba sorptionsmiljöer för MOF:er och därigenom ge värdefulla insikter för framtida tillämpningar i stor skala. MOF:er valdes efter noggrann granskning av de många kandidater som rapporterats i litteraturen, baserat på deras vattenisotermer, kapacitet och syntesförhållanden. Med hjälp av dynamisk ångsorption (DVS) mättes vattenångs-isotermer och kinetik samt diffusionsbeteende analyserades, i kombination med mätningar av Moisture Buffer Value (MBV).Resultaten visar att MOF:er överträffar kommersiell kiselsyra. Bland de utvalda MOF:erna visade MIP-211 störst potential för användning i lägre fuktighetsintervall (10–40 % RH) med 80,8 % arbetseffektivitet, och MIL-53-muc var bäst lämpad för tillämpningar relaterade till mänsklig komfort (40–65 % RH) med en arbetseffektivitet på 62,8 %. Dessa resultat bidrar till en bättre förståelse av MOF:ers ångsorptionsbeteende och bekräftar deras potential för fuktkontrolltillämpningar.