具有层次结构的多孔δ-MnO2气凝胶，用于潮湿畜牧环境中选择性捕获氨气

《ACS ES&T Air》：Hierarchically Porous δ-MnO2 Aerogels for Selective Ammonia Capture in Humid Livestock Environments

　　氨气吸附：MnO?气凝胶通过开放三维网络实现高效捕集，在标准条件（94.3%-93.6%）及优化温湿度（98.7%）下均表现优异，优于MOFs/COFs等材料，且低温柔再生潜力显著。研究为农业室内环境氨污染控制提供新方案。

　　

来自畜牧设施的氨（NH₃）排放是室内空气污染的主要来源，尤其是在潮湿条件下，传统的吸附剂（如活性炭和沸石）的性能会显著下降。本研究报道了四种基于MnO₂的纳米材料的可规模化合成和系统评估，这些材料包括单层纳米片、超薄纳米片、整体胶体和气凝胶，均针对气候相关的畜牧环境中的NH₃捕获进行了优化。其中，通过冰模板法和冷冻干燥制备的MnO₂气凝胶（MA）在标准条件下对猪粪和鸡粪中释放的NH₃的去除效率分别达到了94.3%和93.6%；在优化的低温高湿度条件下（10°C，相对湿度75%，剂量0.3克），去除效率可提升至98.7%。这种优异的性能得益于其开放的三维片层结构，该结构能够促进NH₃的快速扩散，并在潮湿的室内环境中借助湿度实现有效捕获。最终排放的NH₃浓度降至0.05 mg m^–3以下，优于许多先进的吸附剂（如MOFs和COFs），尤其是在潮湿条件下。与这些对湿度敏感的吸附剂不同，MA结合了低成本制备和环保特性，并采用物理吸附机制，有利于在低温下实现热再生，为相关技术的发展提供了坚实的基础。这些发现表明，MnO₂气凝胶是用于减轻畜牧建筑和其他农业室内环境中NH₃污染的实用且可持续的吸附剂。这项工作为开发适应气候变化的气室内空气净化策略提供了支持，有助于实现可持续农业和气候变化下的室内环境健康。