下载文档原格式
仿生超疏水PVDF膜材的研究与制备随着科技的不断进步和人们对新材料的需求不断增加，仿生超疏水PVDF膜材作为一种具有巨大应用潜力的新型材料备受研究者的关注。
PVDF是一种性能优异的聚合物材料，具有良好的耐热性、耐化学性、机械强度和耐老化性能，因此被广泛应用于燃料电池、锂电池、膜分离等领域。
而PVDF薄膜的超疏水性质能够将液体快速排除，被广泛应用于油水分离、防水雨衣等领域。
为了制备具有良好超疏水性能的PVDF膜材，许多研究者通过仿生学方法，模仿自然界一些生物体表面的超疏水结构，在PVDF膜表面构建微纳米结构，以增强其超疏水性能。
例如，利用莲叶表面微结构的表面特性，合成出具有类似结构的PVDF超疏水膜。
通过将PVDF薄膜表面进行化学修饰或物理处理，可以大大提高其超疏水性能。
一种常见的方法是在PVDF膜表面通过溶液浸渍法或溶剂挥发法制备纳米粒子膜，使PVDF材料表面形成微纳米级的结构，从而提高其超疏水性能。
此外，还可以利用化学气相沉积（CVD）技术在PVDF膜表面成核生长疏水膜，从而实现超疏水效应。
通过控制反应条件和实验参数，可以获得不同形貌和结构的PVDF超疏水膜。
同时，还可以通过表面改性、涂覆复合材料等方法进一步提高PVDF超疏水膜的性能。
除了制备方法外，材料的选择也对PVDF超疏水膜的性能有着重要影响。
例如，掺杂纳米级SiO2颗粒、石墨烯等材料可以增加PVDF超疏水膜的疏水性能；掺杂TiO2颗粒可以提高PVDF膜的光催化性能，实现自清洁效果。
此外，还可以将不同材料的复合应用于PVDF超疏水膜的制备中，以提高其性能。
总之，仿生超疏水PVDF膜材的研究与制备是一个具有挑战性且具有广泛应用前景的研究领域。
通过不断改进制备工艺、优化材料配方和增强材料性能，相信PVDF超疏水膜将在环境保护、能源领域、医疗器械等方面发挥重要作用，为社会发展和生活带来更多便利和可能。
《基于仿沙漠甲壳虫水收集材料的制备与性能研究》一、引言沙漠作为全球面积较大的地区之一，由于严重缺水而引发了一系列生存难题。
对生物多样性和生态系统来说，这些地方生存物种都需要依靠特定的机制和结构来获取水源。
而其中一种被称为“仿沙漠甲壳虫”的生物以其卓越的水收集能力备受关注。
通过仿生学的视角，我们将探讨仿沙漠甲壳虫水收集材料的制备过程以及其性能研究，以期为解决沙漠地区的水资源问题提供新的思路和材料。
二、仿沙漠甲壳虫的生物学特性仿沙漠甲壳虫是一类具有显著的水收集特性的昆虫。
它们的独特结构、高适应性的生活方式使其成为研究和借鉴的对象。
该种生物能高效地从各种微观、难获取的湿润环境中捕获和保留水，得益于其精细的结构设计和高效的材料应用。
这一自然界的生物优势成为了本研究的启发源泉。
三、制备方法及实验设计针对仿沙漠甲壳虫水收集的机制和特性，本研究制定了特定的材料制备方法和实验设计：1. 通过对甲壳虫身体结构和微观结构进行深度分析和仿真模拟，选取最合适的仿生模型和设计原则。
2. 根据所选仿生模型和设计原则，制备含有相应功能的仿生材料，主要方法包括生物合成与合成改性相结合的方法。
3. 对制备的材料进行表征和性能测试，包括材料的表面形貌、吸水性能、持久性等指标的检测。
四、实验结果与讨论通过一系列实验操作和性能测试，得到如下实验结果：1. 所制备的仿沙漠甲壳虫水收集材料，在微米尺度上复制了其复杂表面结构，形成了高度类似且更具应用价值的微观形态。
2. 材料具备较高的吸水能力，可在短时间内从周围环境中捕获大量水分。
其吸水能力甚至在连续使用时仍然能维持良好水平。
3. 通过微观表征和化学成分分析发现，所制材料的表面对水分具有更好的黏附力，以及特殊的渗透性和润湿性。
4. 实验结果表明，仿生材料的水收集效率、稳定性和耐用性均表现出色，显示出在干旱环境中潜在的应用价值。
五、性能评价及应用前景本研究所制备的仿沙漠甲壳虫水收集材料具有以下优点：1. 高效性：能够快速且有效地从微小水源中收集水分。
生活中的仿生学例子及原理首先是植物方面，生活中最常见的仿生学例子是莲花的研究。
莲花的叶片有自清洁功能，即使在污浊的水中，莲花叶片仍能保持干燥洁净。
这一原理通过对莲花叶面的观察得到，莲花叶面密布着微小的凸起结构，这些凸起结构使得水滴在叶面上无法粘附，从而形成了自清洁效果。
基于这一原理，仿生学家们研发出了自洁涂料和自洁材料，应用于建筑、汽车和航空领域，有效降低了物体的粘附性。
其次是动物方面，以鸟类为例，仿生学家们发现鸟类的翅膀表面有许多细小的鳞片，这些鳞片之间留有间隙，使得空气能够流过，以减小飞行时的阻力。
此外，鸟类的翅膀尖部弯曲，形成了一种被称为“蝴蝶槳”的结构，增加了升力，提高了飞行效率。
基于鸟类翅膀的结构，仿生学家们研发出了新型的飞机翼尖和涡流发电装置，在航空工程和新能源领域得到了广泛应用。
另外一个生活中常见的仿生学例子是鱼类的摆尾。
鱼类的尾巴由一系列连在一起的鳍条构成，这些鳍条之间有一个自由连接的关节，使得鱼类可以根据不同的游泳速度和方向来自由地摆动尾巴。
仿生学家们通过研究鱼类的摆尾机制，设计出了仿鱼尾的软体机器人和水下机器人，具有更好的机动性和敏捷性。
最后是材料方面，像蜻蜓翅膀和蝴蝶翅膀的颜色结构也是仿生学中的研究对象。
蜻蜓和蝴蝶的翅膀具有结构颜色，这是由于翅膀表面有一层微观结构，通过光的多重折射和干涉，产生了特殊的颜色效果。
仿生学家们根据这一原理，研发出了结构颜色材料，可以制造出不需要依赖染料的可变颜色效果，应用于纺织和印刷等领域。
综上所述，生活中的仿生学例子及原理有很多，包括莲花的自清洁原理、鸟类的翅膀结构、鱼类的摆尾机制以及蜻蜓和蝴蝶的颜色结构等。
这些例子不仅启发了科学家们的创新思维，也为我们创造出更高效、更环保、更具创新性的产品和技术提供了重要参考。
随着对自然现象深入研究，仿生学将在更多领域中发挥重要作用。
DOI:10.7524/j.issn.0254-6108.2022082402魏源送, 吴其洋, 郑利兵. 面向空气取水的金属有机框架(MOFs)材料研究进展[J ]. 环境化学, 2024, 43（3）: 751-764.WEI Yuansong, WU Qiyang, ZHENG Libing. Research progress on metal-organic frameworks (MOFs) for atmosphere water harvesting [J ].Environmental Chemistry, 2024, 43 （3）: 751-764.面向空气取水的金属有机框架(MOFs)材料研究进展 *魏源送1,2,3 ** 吴其洋1,2,3 郑利兵1,2（1. 环境模拟与污染控制国家重点联合实验室，中国科学院生态环境研究中心，北京，100085；2. 中国科学院生态环境研究中心，水污染控制实验室，北京，100085；3. 中国科学院大学，资源与环境学院，北京，100049）摘 要 空气取水技术可为干旱地区获取淡水资源提供一种新途径，其中吸附式空气取水技术是当前研究的热点之一. 作为一种具有高比表面积、高孔隙率和功能可控的新型多孔材料，金属有机框架(metal-organic frameworks ，MOFs)材料在吸附式空气取水技术的研究中受到广泛关注. 因此，该文总结了空气取水技术的基本原理和方法，从材料的适用性能和应用尝试两方面阐述面向空气取水MOFs 材料的主要研究进展，并对其未来发展进行了展望.关键词 空气取水，金属有机框架，吸附.Research progress on metal-organic frameworks (MOFs) foratmosphere water harvestingWEI Yuansong 1,2,3 ** WU Qiyang 1,2,3 ZHENG Libing 1,2（1. State Key Joint Laboratory of Environmental Simulation and Pollution Control, Research Center for Eco-EnvironmentalSciences, Chinese Academy of Sciences, Beijing, 100085, China ；2. Laboratory of Water Pollution Control Technology,Research Center for Eco-Environmental Sciences, Chinese Academy of Sciences, Beijing, 100085, China ；3. Faculty ofResources and Environment, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing, 100049, China ）Abstract Atmosphere water harvesting technology could provide a new possibility for effectively acquiring freshwater resources in arid areas, and the adsorption-based atmosphere water harvester is a hotspot in this field. As a new porous material with high specific surface area, high porosity, and functional controllability, metal-organic frameworks (MOFs) have attracted widespread attention in adsorption-based atmosphere water harvesters. Therefore, this study summarizes the basic principles and methods of atmospheric water harvesting technology, reviews the main research progress of MOFs materials for atmosphere water harvesters from its two aspects of applicable properties and application trial, and outlooks the future development of MOFs.Keywords atmospheric water harvester ，metal-organic frameworks ，adsorption.2030年前确保全球范围内实现人人都能获得安全和负担得起的饮用水，是联合国可持续发展目标（Sustainable Development Goals, SDGs ）中第六项“清洁饮用水和卫生设施”（SDG6）的主要内容之一.现今水污染形势日益严峻，可供人们直接利用的液态水源均存在不同程度的污染，全球约有22亿人的2022 年 8 月 24 日 收稿（Received ：August 24，2022）．* 国家自然科学基金(52270081)和中国科学院生态环境研究中心实验室发展基金(RCEES-LDF-2019-01)资助.Supported by the National Natural Science Foundation of China (52270081) and Laboratory Development Fund of Ecological Environment Research Center, Chinese Academy of Sciences(RCEES-LDF-2019-01).* * 通信联系人 Corresponding author ，Tel ：************，E-mail ：**************.cn日常饮用水无法得到安全保障[1]，预计到21世纪中期甚至将有近5亿人常年面临严重的淡水资源短缺问题[2]. 基于KIM模型[3]，谷歌公司与世界卫生组织、联合国儿童基金委员会的共同研究表明，不同于海水淡化技术的高费用低回报和技术的区域性限制，空气取水技术没有地域限制，能经济有效地在全球范围内提供液态水源，同时不会对全球水生态水循环造成较大影响[4]. 以我国西北部干旱地区为例，1960—2015年间，区域内平均相对湿度达50.34%[5]，当夜晚温度为15 ℃时，空气中水分子含量约为6.4 g·m−3. 空气中丰富的水资源（总量约12.9万亿吨）保证了空气取水技术能为干旱少雨地区、灾害重建地区和军队野外行动有效提供液态水源.为有效实现空气取水，基于吸附材料的吸附式空气取水技术是当前领域的研究热点，金属有机框架（Metal-Organic Frameworks, MOFs）材料因其优异的水吸附性能和循环特性受到了广泛关注. 21世纪初，Yaghi课题组首次了报道MOF-5材料的合成[6]，并用二级结构单元（Second Building Unit, SBU）多金属簇理论成功解释MOFs材料的合成，为可控合成MOFs材料指明了方向；之后软硬酸碱理论（Hard-Soft-Acid-Base, HASB）的成功应用则为水稳定性MOFs材料的制备提供了理论基础[7],，极大拓宽了MOFs材料的应用性能. MOFs材料因具有高比表面积、高孔隙率和功能高度可控等优异特性，逐渐从水吸附性能表征拓展到空气取水实际应用[8]. 2012年，Seo等[9]率先以铁基MIL-100（Fe）和铬基MIL-101（Cr）两类MOFs材料为基础进行水吸附实验，结果表明MOFs材料在空气除湿和淡水获取领域具有极大的应用前景. 近年来以Yaghi课题组为代表的研究人员以MOF-303（Al） [10]、MOF-801（Zr） [11]、MIL-160（Al）[12]和PC-MOF（Cr）[13]等材料为研究对象，对MOFs吸附材料进行了一系列空气取水技术和装置的试验研究，包括在沙漠等干旱低湿地区的现场试验，充分证实了基于MOFs材料空气取水潜力. 与传统吸附材料相比，基于MOFs材料的吸附式空气取水装置不仅可在环境湿度较低时仍能稳定持续地从空气中获取水分，而且MOFs材料因其稳定的框架结构可作为传统吸湿盐的良好载体，抑制吸湿盐的潮解问题，增强复合材料的水吸附性能以满足实际环境的工作需求.本文通过梳理近年来面向空气取水的MOFs材料研究现状，简述空气取水的基本原理和方法，总结MOFs材料的主要发展历程、研究和应用进展，并结合实际需求对面向空气取水的MOFs材料未来发展进行展望.1空气取水技术简介（Brief of atmosphere water harvesting technology ）1.1 基本原理大气中水分子主要以液态（如雾滴和露水）和气态两种方式存在，当环境中水蒸气分压达到饱和或超出饱和时，空气中水分子会在凝结核上凝结成云滴或冰晶[14]. 空气取水技术是通过外部作用，如降低环境温度或增加水分子总量，在一定区域环境内使空气相对湿度（relative humidity, RH）趋近或大于100%，液化空气中水分子以达到空气取水目的[15].1.2 基本方法基于空气取水原理，目前空气取水技术的基本方法主要分为3种，如表1所示. 1）自然聚雾法直接收集空气中已存在的雾滴或露水[16]；2）冷凝集露法基于表面冷却技术在装置表面收集空气中的水分子[17]；3） 吸附-解吸法基于吸附材料富集空气中的水分子，在冷凝管中实现水分子收集[17].表 1 空气取水技术主要方法Table 1 The main method of Atmosphere water harvester主要方法Main method主要类别Main category工作特性Operating characteristics自然聚雾法网状装置[16]气候条件决定取水性能冷凝集露法主动冷凝[24]外部供能决定装置运行辐射冷却[25]无需外部供能可自动工作吸附解吸法吸湿盐[32]吸附性能好但存在潮解泄漏危险水凝胶[35]吸附性能好但相对湿度要求较高MOFs[7]吸附性能好且相对湿度要求较低752环 境 化 学43 卷3 期魏源送等：面向空气取水的金属有机框架(MOFs)材料研究进展7531.2.1 自然聚雾法自然聚雾法主要是利用网状装置收集空气中的雾滴和露珠 [16]. 在秘鲁，Lummerich等比较了5种形状各异且材料不同的雾收集装置，基于拉舍尔面料（Raschel）的“埃菲尔”状雾收集器（Eiffel Fog Collectors）的实际运行效果最好[18]. 在雾收集装置的基础上，Park等的研究表明，控制装置的网格大小、增加装置的阴影面积，可有效提高装置的雾收集效率[19]；将材料由单根铜丝替换成具有纳米疏水和超亲水特性的三维铜丝，能有效减少网状装置在雾收集过程中的堵塞和液滴脱落问题，雾滴传输效率提高了20%以上 [20]. Feng等基于仿生技术，制备了光滑的超亲水表面的雾自动收集装置（nephrolepis auriculata-inspired patterned surface, NAIPS），该装置取水效率可达（519.84±17.04） g·m−2·d−1，较常规均质光滑表面雾收集装置提高了139%[21]. 由于应用场景和工作条件的限制，雾收集装置只能在常年潮湿多雾地区实现高效率取水，并不能满足大部分地区的空气取水要求.1.2.2 冷凝集露法冷凝集露法是通过将装置表面温度降低至环境露点以下，收集冷凝液化的水分子[22]. 以一个多山岛屿（Punaauia, Tahiti Island）和一个环礁（Tikehau, Tuamotu Archipelago）为例，Clus等[23]评估了在潮湿热带地区的旱季露水作为饮用水源的潜力，发现旱季岛屿的露水量相当于降水量的两倍，具有极大的开发潜力. 根据冷凝驱动力的不同来源，冷凝方法分为主动冷凝和被动冷凝. 主动冷凝是依靠外部能源输入，通过蒸汽压缩或者基于珀耳帖效应（Peltier effect）[24]的热电转化设备进行可控的空气制冷；被动冷凝（又称辐射冷却）无需外部能源输入，通过材料选择使装置的整体辐射能量大于吸收热量，进而自动降低其表面温度[25]. 研究表明，多层辐射冷却装置较单层装置能有效减少其工作过程中的热损失[26 − 27]，通过将辐射冷却与超疏水冷凝采集器协同运行，露水采集量高达1200 g·m−2·d−1[28]. 然而，目前该方法的实际应用大多限于露点温度与环境温度相差较小的温暖潮湿地区[29]，需进一步开发适于露点温度与环境温度差值较大情形的取水装置，以满足当地群众或沙漠绿化的用水需求将是未来的研究重点.1.2.3 吸附-解吸法吸附解吸法是通过吸附材料充分吸附空气中的水分子，待吸附饱和后依靠外部能源输入（如太阳能）实现吸附材料中水分子的解吸，释放的水分子通过冷凝管完成液化收集[30 − 31]（图1）.图 1 基于太阳能的吸附式空气取水装置工作示意图[31]Fig.1 Schematic diagram of the adsorption-atmosphere water harvester based on solar energy[31]吸附材料决定了吸附式空气取水装置的理论效率[30]. 赵亚等的研究表明，以无水氯化钙为代表的吸湿盐材料的水吸附效率与容量均较为突出[32]，将吸湿盐与硅胶[33]、活性炭纤维[34]等进行复合可明显提升材料的水吸附性能，但吸湿盐遇水易潮解泄漏的问题并未得到解决，这极大限制了其实际应用潜力. 水凝胶材料的水吸附容量高且结构稳定性好[35]，Shi等将一种新型分层三维微结构水凝胶材料应用于汽态雾滴收集，户外测试结果表明产水量达到了34 L·m−2·d−1，但水凝胶对其水吸附过程中环境相对湿度的要求较高[36]，大都要求70%以上的相对湿度. MOFs吸附材料的结构可控且水吸附性能较好[7]，Hyunho等[11]进行MOF-801（Zr）材料的模拟计算，结果显示仅依靠太阳能供能，其产水量可达2.8 L·kg−1·d−1；Yaghi课题组[10]报道的MOF-303（Al）材料，不仅能在白天持续工作实现多次集水循环，而且在莫哈韦沙漠（The Mojave Desert, Northern America）相对湿度低至10%的极端条件下其产水量仍能达到0.7 L·kg−1·d−1. 上述研究结果充分说明基于MOFs吸附材料的空气取水技术在低湿度环境下具有巨大的应用潜力. 考虑到我国先进的光伏发电技术及其发展态势，通过技术集成，基于MOFs材料的空气取水技术不仅完全有可能实现能量自给[37]实现自动化运行，而且能赋予光伏发电技术新的生态环境效益.2面向空气取水的MOFs材料（MOFs for atmosphere water harvesting）2.1 MOFs材料简介MOFs材料是指金属离子和有机配体通过化学键配位作用实现自组装连接的周期性三维网状结构[38]，自Yaghi基于多元金属簇理论的二级结构单元（SBU）概念成功解释MOF-5[39]的合成后，水稳定性MOFs材料的选择合成愈益受到关注[40]. 软硬酸碱理论的成功应用则为金属源和有机配体的选择提供了理论支撑[7]， 以溶剂热法[41 − 42]、微波辅助加热[43]、电化学法[44]和机械化学法[45]等为主的合成方法为MOFs材料研发提供了简便制备途径，并形成多种MOFs系列材料，表2列举了部分MOFs系列材料名称及相关信息. 以2022年5月在Web of Science 核心数据库的数据为例，对MOF和 application所有字段进行搜索，VOSviewer软件[46]的关键词共性分析结果表明，吸附性能是当前MOFs材料研究的主要方向，而其吸附性能也是吸附式空气取水装置的关键.表 2 MOFs系列材料Table 2 The series of MOFs materials系列名称Name代表性材料Representative materials金属离子Metal ions有机配体Organic ligands首发单位Inventive institution主要应用领域Main applicationsIRMOF IRMOF-1[39]Zn2+等对苯二甲酸等美国Yaghi课题组氢气吸附ZIF ZIF-100[47]Zn2＋、Co2＋等咪唑等美国Yaghi课题组CO2储存MIL MIL-53[48]Al3＋、Cr3＋、Fe3＋等对苯二甲酸等法国Ferey课题组甲醇吸附CPL CPL-1[49]Cu2+等吡嗪等日本Kitagawa研究组甲烷吸附UiO UiO-66[50]Zr4+等对苯二甲酸等挪威奥斯陆大学反应催化PCN PCN-9[51]Cu2+等三嗪等美国迈阿密大学吸附分离HKUST HKUST-1[52]Cu2+等间苯三甲酸等香港科技大学CO2吸附2.2 面向空气取水的MOFs材料同样以2022年05月份数据为例，在Web of Science 核心数据库以water harvesting、water harvester、AWH和AWG所有字段进行搜索并采用VOSviewer软件[41]进行关键词共性分析，如图2所示，结果主要分为4部分，water harvesting 与metal-organic frameworks二者占据其中两部分的中心位置，且二者与adsorption和atmosphere water harvesting两节点均存在较大的共性关系，这表明基于MOFs吸附材料的空气取水技术已受到广泛关注. 对于吸附式空气取水装置，吸附材料需满足水热稳定性好、水吸附容量高、解吸温度低、吸附-解吸过程迅速和循环特性好等特性[53]. 研究表明，MOFs材料因其优异的水热稳定性、超高的比表面积孔隙率和快速的吸附动力学不仅可满足空气取水的应用需求[54]，而且其功能可控性能够实现在不同环境条件下定向合成适宜的吸附材料[55].如上所述，二级结构单元（SBU）的引入和软硬酸碱理论（HSAB）的应用为水稳定性MOFs材料合成指明了方向. 现今常用的羧酸盐有机配体（对苯二甲酸、反丁烯二酸、吡唑二羧酸等）去质子化后可被视为硬碱，而高价金属离子（Cr3+、Fe3+、Al3+、Zr4+、Ti4+等）是硬酸，自组装过程中，金属离子会率先形成SBU结构（如Zn4O、Zr6O8等），然后与有机配体通过强作用键连接形成水稳定性MOF材料；同时，亲水性好的羧酸盐有机配体利于实现水分子的选择性吸附，金属位点的不饱和性与材料的多孔特性能给予水分子充分的吸附位点，促进水分子的吸附[7]. 此外，Yaghi提出的网状化学（Reticular Chemistry）理论[56 − 57]，能在确保MOFs材料整体结构稳定性的同时实现多元官能团的掺杂和金属置换的设计合成，从而将不同类型官能团和金属离子稳定结合到MOFs结构中，实现MOFs材料性能的精准调控.754环 境 化 学43 卷图 2 空气取水装置相关文献关键词的共性关系Fig.2 Common relationships of keywords in the literature related to atmosphere water harvester2.2.1 MOFs 材料的适用性能在水分子吸附过程中，MOFs 材料通过SBU 结构中多元金属簇和有机配体之间的强作用力键维持材料整体结构的稳定[58]，水分子则通过与有机配体和不饱和金属位点的结合在材料孔隙表面实现物理吸附和化学吸附[53,59]（图3），MOFs 多孔材料同时也会发生毛细管冷凝以促进水分子的进一步吸附[60].基于化学吸附和毛细管冷凝储存的水分子在解吸过程中往往需要更大的能量输入[61 − 62]，因此，为减少解吸过程的能量输入，增强水分子的物理吸附（如亲水性官能团的掺杂）、控制开放金属位点比例和孔隙结构是平衡材料稳定结构和优异性能的重要方法. 同时，MOFs 材料巨大的比表面积和超高的孔隙率[63]为水分子提供了足够的吸附位点和存储空间. 已有研究表明，环境相对湿度较低时，材料水吸附容量主要由MOFs 材料的比表面积决定；而环境相对湿度较高时，其则由材料的孔隙率和总容积控制[64].图 3 水分子吸附机理：物理吸附（a ）、化学吸附（b ）[53]Fig.3 Adsorption mechanism of water molecules: Physical adsorption （a ）, chemical adsorption （b ） [53]2021年10月，Yaghi 课题组通过单晶衍射和密度函数理论 （density functional theory, DFT ）模拟成功证明了MOF-303（Al ）在水分子吸附过程中，首个水分子吸附位点是在材料骨架内的吡唑之间，水分子通过与两个吡唑基团和一个u 2-OH 基团形成3个氢键实现吸附 [65]，这充分说明有机配体的选择对水分子吸附过程具有重要作用. 亲水性有机配体能有效增强材料对水分子的选择性吸附[66]，以MIL-101（Cr ）为例，材料内部的水传输动力学强烈依赖于自身独特的孔结构和亲水性空间分布特征[67]，选择适宜的亲水性官能团（如氨基：—NH 2[66]）对材料结构进行修饰优化，可调控MOFs 材料的水吸附性能以适应不同的应用环境[68 − 69].3 期魏源送等：面向空气取水的金属有机框架(MOFs)材料研究进展755756环 境 化 学43 卷为有效实现空气取水， MOFs材料的水吸附等温线呈现明显的S型和较小的迟滞回线，这保证了材料在较窄湿度范围内具有水分子的快速吸附-解吸并保持良好的循环特性[62]. 在低湿度地区，为保障有效吸附空气中水分子，MOFs材料的水吸附动力学曲线拐点值必须低于环境湿度值[70]. Rieth等研究证明，将Ni2Cl2BTDD材料桥联结构中的氯离子替换为半径更大的溴离子，离子替换后合成的Ni2Br2BTDD材料能在25%低相对湿度下达到0.64 g·g−1的高吸附量，并能在400次水吸附-解吸循环中表现出持久的稳定性[71]. 进一步的研究证明，当MOFs材料存在强成核位点时，增加材料的亲水性能只能增强吸附的初始速率，并不能改变水吸附曲线拐点，而适当缩小材料的结构孔径或改变孔隙中心水分子的极性，可有效提升材料在低相对湿度下的吸水性能[72]. 将氯离子替换为溴离子后，MOFs材料的水吸附动力曲线基本保持不变（符合国际定义的Ⅳ类吸附曲线[73]），但其吸附拐点会向低相对湿度值移动（图4）.图 4 MOFs水吸附动力学曲线[71]（a）, 在25 ℃下测量的Ni2Br2BTDD、Ni2Cl2BTDD、Ni2F0.83C l0.17BTDD和Ni2（OH）2BTDD的水蒸气吸附（实心点）和解吸（空心点）等温线；（b） 使用材料密度将吸附等温线转换为体积单位Fig.4 The water adsorption kinetic curve of MOFs[71]（a） Water vapor adsorption （closed symbols） and desorption （open symbols） isotherms of Ni2Br2BTDD, Ni2Cl2BTDD, Ni2F0.83C l0.17BTDD, and Ni2（OH）2BTDD measured at 25 ℃；（b） Adsorption isotherms converted to volumetric units using the material density 将MOFs材料与传统高效吸湿盐（如LiCl、CaCl2等）复合，利用MOF材料稳定的骨架结构负载吸湿盐，可有效提升材料的整体吸附性能. Hu等[74]成功将CaCl2纳米晶体负载在水吸附性能较弱的铁基MOFs材料内部， MOFs不仅能有效防止CaCl2在水吸附过程中的潮解，而且提高了材料的水吸附性能，其水吸附容量高达2.685 g·g−1（以CaCl2为主），是原始CaCl2粉末水吸附容量的2.23倍. 将吸湿性MOFs材料富马酸铝与CaCl2进行复合，虽然富马酸铝基体的比表面积在加入CaCl2后急剧下降，但材料的水吸附容量从纯富马酸铝的0.4 g·g−1增加到0.68 g·g-1[75]. 上海交通大学王如竹课题组[76]成功将LiCl负载在MIL-101（Cr）基质中，该复合吸附剂整合了吸湿盐典型的三步水吸附性能：化学吸附、潮解和溶液吸收. 在典型低相对湿度工作条件下（30 ℃，30%RH），复合吸附剂的吸水容量高达0.77 g·g−1. 尽管MOFs材料能较好抑制吸湿盐的潮解泄漏，但为保障用水安全，基于复合吸附剂获得的液态水源的水质检测仍必不可少，例如，以满足生活饮用水的总硬度为例，水中Ca2+浓度需低于180 mg·L−1.在水分子吸附过程中，尽管MOFs材料能保持较好的孔隙率和结晶度，但由于客体-主体相互作用（如水分子诱导的键重排），材料内部仍会发生重要的分子水平结构变化[77]. Choi等基于MOF-801（Zr）开展了结构缺陷对比实验，发现MOFs材料结构中的缺陷密度是决定水吸附性能优劣的因素之一，水分子在纳米多孔MOF-801（Zr）材料上的吸附过程会优先沿着（110）方向进行[78]，但通过结构缺陷控制材料性能往往会严重破坏材料的整体稳定性[79]，进而影响材料的循环特性. Krajnc等发现，LTA（Linde Type A）型拓扑结构的沸石状磷酸铝不仅能够在10%—15%低相对湿度下表现出优异的水吸附性能，吸附容量高（0.42 g·g−1），而且材料的解吸温度与MOF-801（Zr）相比存在10–15 ℃的降幅，解吸能量需求较低. 40次水吸附-解吸循环的测试结果表明，材料总吸附容量下降程度不到2%，这说明LTA型拓扑结构的沸石状磷酸铝的循环稳定特性较好[80]，具有长期工作的可能. 基于多金属氧酸盐（Polyoxometalates，POM）结构，Zhu等首次将3种不同类型的有机配体同时引入到金属骨架结构，发现材料拥有非常优异的吸水性能，同时多种有机配体赋予的功能性也增强了MOFs材料的环境适应性[81]. 在网状化学基础上，Towsif等构建了一种全新的稳定性MOF材料“Cr-soc-MOF-1”，材料具有极高的孔隙率（比表面积达4549 m2·g−1），在70%相对湿度下水吸附容量高达1.95 g·g−1，且在100多次吸附-解吸循环后，材料水吸附容量未出现较大降幅[82].在MOFs材料合成过程中，样品最终大都呈现粉末状态. 为应用于实际，粉末状样品需均匀负载在吸附床等基底上才能保证空气取水装置的正常运行[83]. 为增强MOFs材料的适用性能和均匀负载，样品制备过程可选择合适的基底（如铝箔[84]），将MOFs材料直接在基体进行沉淀以实现均匀负载的整体式吸附材料，并将其直接应用于实际环境中. Tan等以富马酸铝为例，以玻璃纤维纸作为前驱体溶液的沉积基底，在富马酸/水物质的量比为0.02、50 ℃反应温度、60 min反应时间下，成功获得了BET比表面积为740.15 m2·g−1和吸附容量0.3906 g·g−1的高效吸附材料，检测结果表明样品中含有76%的富马酸铝功能性粉末[85]. 除去玻璃纤维纸，水凝胶也可作为MOFs材料的合成基质形成复合材料以便于直接应用，同时由于水凝胶自身良好的吸水性能，这也有利于材料在高湿度范围下的应用[13].总之，基于MOFs材料的吸附式空气取水装置能为部分地区液态水源缺乏问题提供一种极具潜力的解决方案[86]，部分已被证明可用于空气取水的MOFs材料如表3所示. 但目前MOFs材料在制备过程中经常使用二甲基酰胺（N,N-Dimethylformamide，DMF）等有毒有机溶剂和有毒重金属元素，因此，筛选、开发绿色低成本的金属源和生物安全性高的有机配体是实现MOFs材料绿色合成、经济化转型和商业化发展的研究重点，无有机溶剂参与的水热合成法、无溶剂参与的机械合成法和整体式吸附材料的制备是未来MOFs材料合成的主要趋势.表 3 可用于空气取水的MOFs材料Table 3 MOFs materials that can be used for Atmosphere water harvester名称Name 吸附转折点Adsorptionturning point水吸附容量/（g.g−1）Water adsorptioncapacity孔体积/（cm3.g−1）Pore volume比表面积/（m2.g−1）Specificsurface area稳定性StabilityCr-soc-MOF-1 [82]0.69 1.95 2.14549无损失（>100次循环）MIL-101（Cr）[9]0.4 1.55—4150无损失（100 ℃水热处理7 d）MIL-100（Fe）[9]0.350.790.822300无损失（100 ℃水热处理7 d）NiBr2（BTDD）[71]0.250.64—1770无损失（>400次循环）CoCl2（BTDD）[72]0.280.82—191263%损失（>30次循环）MOF-801（Zr）[87]0.090.360.45—无损失（>5次循环）MOF-808（Zr）[88]0.30.590.84—不稳定MOF-841（Zr）[11]0.220.510.53—7%损失（>5次循环）Al-flumarate[89]0.270.450.481080无损失（>4500次循环）MOF-303（Al）[10]0.130.450.541119无损失（>5次循环）MOF-333（Al）[65]0.220.440.4812803%损失（>2000次循环）CAU-23（Al）[90]0.300.370.481250无损失（>5000次循环）MIL-160（Al）[91]0.090.380.401150无损失（>10次循环）2.2.2 MOFs材料的应用尝试吸附性空气取水装置（adsorption-based atmosphere water harvester, ABAWH）的工作步骤主要分为3部分[92 − 93]：1）水分子吸附存储：水分子在吸附材料表面和孔隙内的吸附存储；2）水分子解吸：外部能源输入促使吸附材料内存储的水分子解吸；3）水分子液化收集：水分子在冷凝装置中的液化收集. 研究表明，在温暖潮湿条件下，空气取水装置工作的平均能耗为1.02 kWh·L−1，在寒冷潮湿气候则高达6.23 kWh·L-1[94]. 为降低能耗，依托光伏发电技术的空气取水装置（AWH）是当前研究的主要方向[95 − 96]，同时以太阳能技术等为基础确保取水装置的能量自给是实现吸附式空气取水装置工作自动化的尝试方向.3 期魏源送等：面向空气取水的金属有机框架(MOFs)材料研究进展757758环 境 化 学43 卷太阳能吸附式取水装置在日照时间充足的情况下每天至少能实现一次取水循环（图5a）：夜晚温度低（10 ℃—15 ℃）、相对湿度高（40%）， MOFs吸附材料能够快速吸附空气中的水分子达到饱和状态；白天温度较高（35 ℃—40 ℃）、相对湿度低（5%），利用太阳能直接加热吸附剂，可促进储存水分子的快速解吸脱附. Yaghi课题组基于锆离子（Zr4+）和富马酸有机配体，制备得到了水吸附性能优异的MOF-801（Zr）[11,87]，基于循环工作状态的吸附取水装置模拟计算结果表明，装置日产水量约为2.8 L·kg−1·d−1.当装置安装在沙漠地区时，为最大限度吸收太阳能和提高装置的取水效率，需将其安装在坡度37°的支架上，并以高热容量和低热导率的土壤作为冷凝器外部隔热材料以降低冷凝器表面温度. 基于昼夜单循环的吸附数据，进一步模拟结果表明若吸附初始相对湿度（RH）为20%，装置可实现0.2 L·kg−1·d−1的日产水量. 为进一步扩展装置的适用性能，进行储能装置（如光伏储能）和表面冷却技术的集成，可实现装置取水效率和循环工作能力的提升，在实际光照较弱时持续工作.图 5 （a）基于太阳能的单循环系统（MOF-801）[70]；（b）基于太阳能的多循环系统（MOF-303（Al））[10]；（c）基于太阳能的翻转式系统（UiO-66NH2（TUN））[98]；（d, e）基于太阳能的连续取水系统（PC-MOF）[13] Fig.5 （a） Solar-based single-cycle system（MOF-801）[70]; （b） Solar-based multi-cycle system（MOF-303（Al））[10] ; （c）Solar-based flip system（UiO-66NH2（TUN））[98]; （d, e） Continuous water harvester based on solar energy（PC-MOF）[13] MOFs材料的等温吸附曲线呈现明显的S型，能在较窄相对湿度范围内实现水蒸汽快速吸附解吸，若装置仅支持每日单循环工作，则浪费了材料优异的水蒸气吸附解吸性能. 进一步研究表明，基于水吸附动力学曲线控制好材料的吸附-解吸时间，最大化利用材料水蒸汽吸附的快速动力学特征，吸附取水装置完全可以在一天内实现多次集水循环[70]. Yaghi课题组以三价铝离子（Al3+）和3,5-吡唑二羧酸有机配体为原料制备了新型MOFs材料：MOF-303（Al）[10, 97]. 为充分利用材料水吸附性能，吸附装置在强对流风扇作用下快速实现水分子的吸附解吸，结果表明，在室内稳定环境为32%相对湿度和27 ℃的条件下连续工作24 h，装置完成了9次取水循环，日产水量为1.3 L·kg−1·d−1. 将装置安装在北美的莫哈韦沙漠中进行为期3 d 72h的取水工作（图5b），结果表明，即使在85%的时间内环境露点温度都在5 ℃以下，装置仍能持续保持每天7次取水循环和0.7 L·kg−1·d−1的日产水量. 但装置由于部件较多，占用空间较大，若依托光伏板进行集成，开发光伏板下的多级连续空气取水装置是一种潜在的应用方向，既能有效促进光伏厂区生产生活用水的自给，也能提升厂区的经济效益，甚至有利于厂区周围的土地灌溉或沙漠绿化.为充分利用装置的吸附-解吸循环的双步骤工作状态，使之连续产水，Wu等基于Ti3C2掺杂的UiO-66NH2（TUN）材料设计了一种新型可翻转吸附层的吸附式空气取水装置（图5c）. 模拟室内低湿环境（20%相对湿度，298 K），装置能在阳光照射下保持0.6 L·kg−1·d−1的日产水量持续产水 [98]. 一般而言，材料饱和吸附与完全解吸所用时间并不一致，基于水吸附动力学曲线，计算出吸附时间/解吸时间的比值，以此确定吸附层滚筒的数量，可最大化利用材料吸附解吸性能，实现高效持续取水. 进一步研究表明，复合材料具有显著的水吸附能力和可通过坚固的多孔水通道诱导的直接释水性能，其中MOFs材。
一、选择题1．(0分)[ID：131247]下列过程中一定发生了化学变化的是A．湿衣服晾干B．铁制品生锈C．矿石粉碎D．冰雪融化2．(0分)[ID：131243]超疏水性仿生材料对水的作用与荷叶相似，水滴在其表面不易附着。
将玻璃放在蜡烛火焰上灼烧，表面沉积一层黑色物质（见图），该方法可获得一种能用于手机触屏的超疏水性材料。
下列说法不正确的是（）A．黑色物质是由石蜡蒸气冷凝而成B．黑色物质可能含碳元素C．黑色物质是由石蜡不充分燃烧产生D．铁质输水管的内壁若采用超疏水性材料能防锈蚀3．(0分)[ID：131233]规范的实验操作是化学实验取得成功的重要保障，下列基本实验操作正确的是( )A．加热液体B．熄灭酒精灯C．检查装置的气密性D．向试管中加入石灰石4．(0分)[ID：131218]下列药品的存放和取用方式不合理的是A．盐酸存放在细口瓶中B．用滴管取用大量液体C．大理石存放在广口瓶中D．用量筒取用一定量的液体5．(0分)[ID：131212]下列变化中，与其他三种变化有本质区别的是（）A．动植物呼吸B．食物腐烂C．木材燃烧D．车胎爆炸6．(0分)[ID：131211]在“对蜡烛及其燃烧探究实验”中，属于化学变化的是A．燃烧中蜡烛熔化B．产物水蒸气凝结成小水珠C．产物CO2使澄清石灰水变浑浊D．蜡烛刚熄灭时产生白烟7．(0分)[ID：131203]下列实验操作错误的是A．用橡胶塞塞住试管B．收集氧气C．往试管里放入固体粉末D．液体的量取8．(0分)[ID：131195]下列过程中发生了化学变化的是（）A．食物腐败变质B．分离液态空气制取氧气C．水结冰D．海水晒盐9．(0分)[ID：131191]某学生用量筒取液体时，量筒平稳地放置在实验台上，平视凹液面的最低处读数为20毫升，倒出部分液体后，仰视凹液面的最低处读数为15毫升，则该学生实际倒出的液体体积为（）A．肯定大于5毫升B．肯定小于5毫升C．肯定等于5毫升D．都有可能10．(0分)[ID：131185]某同学用量筒量取一定量的液体，量筒摆放在水平的桌面上，倒入液体后，他俯视读数为21mL，倒出一部分液体后，仍然俯视读数为11mL，那么该同学实际倒出液体的体积为（）A．大于10mL B．等于10mL C．小于10mL D．无法确定11．(0分)[ID：131168]如图是气密性检查的实验操作，实验失败主要原因是（）A．烧杯中的水太少B．手捂得不够紧，导致热量不够C．锥形瓶中没有水，导致长颈漏斗没有液封D．导气管的橡皮管处没有弹簧夹12．(0分)[ID：131156]检查如图所示装置的气密性，缓慢推动活塞一段距离后并保持活塞不动，如果装置气密性良好，则能观察到A．注射器内有液体B．瓶中液面明显上升C．长颈漏斗下端管口产生气泡D．长颈漏斗内液面上升一段距离后，液面保持不下降二、填空题13．(0分)[ID：131432]请用下列仪器名称填空：（1）用来夹试管的工具是_____；（2）用于夹持燃烧木炭的工具是_____；（3）少量药品的反应容器且能直接加热时用_____；（4）洗涤试管应使用_____；（5）常用于加热的仪器是_____；（6）家庭小实验通常利用生活中常见的物品做--些实验仪器的替代品，你认为医用注射器可以代替上述仪器中的_____；（7）量取50ml水需用到的仪器是_____；_____。
仿生超疏水织物的研究进展张红阳;任煜;徐林;丁志荣;徐思峻【摘要】超疏水纺织材料具有防水、防污和自清洁等特性,可广泛应用于工业防水布、医用材料、防护服和自清洁材料等领域,成为当前功能性纺织材料的研究热点之一.仿生技术为超疏水研究开拓了新的研究思路,通过研究自然界中生物体的超疏水现象,研究者们发现可以通过构造粗糙表面和覆盖低表面能物质来获得超疏水材料.本文介绍近年来仿生技术在超疏水纤维开发中的应用和研究进展,为超疏水织物的研究开发提供参考.【期刊名称】《纺织导报》【年(卷),期】2017(000)009【总页数】5页(P55-59)【关键词】仿生技术;超疏水;纺织品;润湿性【作者】张红阳;任煜;徐林;丁志荣;徐思峻【作者单位】南通大学纺织服装学院;南通大学纺织服装学院;苏州大学纺织与服装工程学院;旷达科技集团股份有限公司;南通大学纺织服装学院;南通大学纺织服装学院;南通大学纺织服装学院【正文语种】中文【中图分类】TS195.5随着社会生活水平的提高，多功能纺织品的市场需求在不断扩大，其中具有超疏水功能的纺织品越来越受到消费者的青睐。
具有该功能的织物不仅可应用于医疗、军用等领域，在日常生活中应用同样广泛，如帐篷、伞和防护服等。
近年来仿生技术在材料领域的应用受到越来越多的关注，它是一种综合性很强的创新技术，在国内外发展迅速，在军事、医疗、建筑业、纺织业等领域也有着非常广泛的应用，成为热门研究课题。
表面能是影响材料表面润湿性能的内在因素，它主要取决于材料表面的组成元素。
单独的只在表面修饰低表面能的物质，只能在一定程度上提高材料的疏水性，但很难达到超疏水的要求。
自然界中存在着许多超疏水现象，比如荷叶是由纤维素、叶绿素和淀粉等多糖类碳水化合物组成的，含有大量的羟基和亚氨基，本应极易吸附水分和污垢，但荷叶却能一直保持清洁状态，具有“自清洁效应”。
通过对荷叶的微观结构和表面元素分析，研究者发现荷叶表面具有一层低表面能的长链烯烃类物质，且表面由具有微纳米复合结构的乳突规整排列而成，这是促使荷叶达到超疏水性能的主要原因。
镁合金仿生超疏水涂层的构建及耐腐蚀性研究一、本文概述镁合金作为一种轻质、高强度的金属材料，在航空航天、汽车制造、医疗器械等领域具有广泛的应用前景。
然而，镁合金的耐腐蚀性较差，容易在潮湿或腐蚀性环境中发生电化学腐蚀，这限制了其在实际应用中的使用寿命。
为了改善镁合金的耐腐蚀性，研究者们提出了多种表面处理技术，其中仿生超疏水涂层技术因其独特的防水和自清洁性能受到了广泛关注。
本文旨在探讨镁合金仿生超疏水涂层的构建方法及其耐腐蚀性研究。
我们将介绍仿生超疏水涂层的基本原理及其在金属防腐领域的应用背景。
然后，详细阐述构建镁合金仿生超疏水涂层的具体步骤，包括涂层材料的选择、制备工艺的优化以及涂层结构的表征。
接着，通过一系列实验手段，如接触角测量、电化学腐蚀测试等，评估仿生超疏水涂层对镁合金耐腐蚀性能的提升效果。
结合实验结果，讨论仿生超疏水涂层在镁合金防腐领域的应用前景及潜在改进方向。
通过本文的研究，我们期望为镁合金的耐腐蚀性提升提供一种新的有效途径，同时推动仿生超疏水涂层技术在金属防腐领域的应用发展。
二、镁合金仿生超疏水涂层的构建在构建镁合金仿生超疏水涂层的过程中，我们采取了一种多步骤的方法，旨在模仿自然界中生物表面的微观结构和润湿性，从而赋予镁合金表面优异的超疏水性能。
我们对镁合金表面进行了预处理，包括清洗、打磨和超声波清洗等步骤，以确保表面的清洁度和粗糙度，为后续的涂层构建打下良好的基础。
接下来，我们采用了一种特殊的涂层材料，该材料具有良好的附着力和耐腐蚀性。
通过喷涂或浸涂的方式，将涂层材料均匀涂覆在镁合金表面，形成一层均匀的涂层。
为了增强涂层的超疏水性能，我们在涂层表面构建了微纳米结构。
这些结构通过模仿自然界中荷叶等生物表面的微观结构，使得涂层表面具有极低的表面能和高度的粗糙度。
我们通过化学刻蚀、溶胶-凝胶法或模板法等方法，在涂层表面形成了微纳米级的凸起和凹槽，从而实现了超疏水性能。
我们对构建好的涂层进行了表征和性能测试。
雾气水汽集水技术进展综述1. 引言1.1 雾气水汽集水技术进展综述雾气水汽集水技术是一种利用自然界中的雾气和水汽资源来收集水的技术。
随着全球水资源紧张问题的日益严重，雾水收集技术被认为是一种有效的解决方案。
本文将对雾水收集技术的发展历程、新型材料在雾水收集中的应用、提高雾水收集效率的关键技术、雾水收集技术在干旱地区的应用实践以及雾水收集技术在海岛生态保护中的作用进行综述分析。
随着科技的进步，传统的雾水收集技术也在不断更新与完善，新型材料的应用使得雾水收集效率得到了显著提高，同时也带来了更广泛的应用场景。
在干旱地区，雾水收集技术被广泛运用，为当地居民提供了宝贵的淡水资源。
在海岛生态保护中，雾水收集技术起到了重要的作用，保护了海岛的生态环境。
未来，随着科技的不断发展，雾水收集技术将会迎来更大的发展机遇，成为解决水资源短缺问题的重要途径。
雾水收集技术的重要性不可忽视，它对于水资源保护和解决全球水资源短缺问题都具有重要的意义。
2. 正文2.1 传统雾水收集技术的发展历程传统雾水收集技术起源于古代文明时期，最早可以追溯到古代希腊和罗马时代。
据史料记载，古希腊人和古罗马人在干旱地区利用海风和高山云雾进行水资源的收集。
他们建造了一些特殊的建筑物，如海风塔和雾水收集塔，通过这些建筑物收集水滴。
这些传统技术虽然简单粗糙，但为后来的雾水收集技术奠定了基础。
随着科技的发展，20世纪初，人们开始尝试利用新材料和新技术改进传统的雾水收集方法。
研究人员提出了更高效的收集器设计，如网状结构、微纤维膜等，提高了收集效率。
同时，利用太阳能、风能等可再生能源对传统雾水收集技术进行改进，使其更加节能环保。
在近年来，随着人们对水资源的重视和环境保护意识的提高，雾水收集技术得到了更广泛的应用。
不仅在干旱地区，还在海岛生态保护中发挥着重要作用。
雾水收集技术的发展历程表明，传统技术的不断改进和创新是推动技术进步的关键因素。
2.2 新型材料在雾水收集中的应用新型材料在雾水收集中的应用是近年来雾水收集技术领域的重要进展之一。
㊁看拼音ꎬ写词语ꎮ(７分)㊀㊀爷爷从不会对我们ｎùｈǒｕ(㊀㊀㊀)ꎬ反倒是经常耐心地教育我们ꎬ要想ｙōｎｇｙǒｕ(㊀㊀㊀)ｊｉàｎｋāｎｇ(㊀㊀㊀)不ｃｈíｄùｎ(㊀㊀㊀)的身体ꎬｙùｆáｎｇ(㊀㊀㊀)ｊíｂìｎｇ(㊀㊀㊀)ꎬ就ｘūｙàｏ(㊀㊀㊀)每天锻炼身体ꎮ㊁根据语境ꎬ给多音字选择正确的读音ꎮ(８分)１.他挣扎∙(ｚｈā㊀ｚｈá)了一番ꎬ终于决定在这个山脚下扎∙(ｚｈā㊀ｚｈá)营ꎮ２.他一着∙(ｚｈｕó㊀ｚｈáｏ㊀ｚｈāｏ)急ꎬ就忘了神舟十二号即将着∙(ｚｈｕó㊀ｚｈáｏ㊀ｚｈāｏ)陆的新闻马上就要播出了ꎮ㊁选择题ꎮ(１２分)１.下列加点字的读音全都正确的一项是(㊀㊀)Ａ.繁衍∙(ｙǎｎ)㊀渗∙透(ｓｈēｎ)Ｂ.埋∙(ｍáｎ)怨㊀澎湃∙(ｂàｉ)Ｃ.崭∙(ｚǎｎ)新㊀栖∙息(ｑī)Ｄ.脂∙(ｚｈī)肪㊀癌症∙(ｚｈèｎｇ)２.下列词语字形全部正确的一项是(㊀㊀)Ａ.枝体㊀煤炭㊀划破㊀刷洗Ｂ.僻谣㊀姿态㊀火辣㊀测试Ｃ.毫毛㊀瞄写㊀鸽子㊀钢笔Ｄ.凌晨㊀除臭㊀蔬菜㊀冰箱３.下列加点词语在句子中的意思与本义不同的一项是(㊀㊀)Ａ.我将来要当一名潜水∙∙员ꎬ去探索海底的奥秘ꎮＢ.桌面∙∙上这么多东西ꎬ显得非常凌乱ꎮＣ.我利用多媒体∙∙∙器材来上课ꎬ收到了事半功倍的效果ꎮＤ.计算机中有专门的管理软件来管理窗口∙∙操作ꎮ４.下列句子中加点词语可替换成括号内的词语的一项是(㊀㊀)Ａ.小丑一出现在舞台上ꎬ观众们个个笑得前俯后仰∙∙∙∙ꎮ(前仆后继)Ｂ.当他们正在讨论一些重要问题时ꎬ他却插进了一个毫不相干∙∙∙∙的问题ꎮ(息息相关)Ｃ.新闻标题是整个新闻的点睛之笔∙∙∙∙ꎮ(妙笔生花)Ｄ.对这件事ꎬ我实在是无能为力∙∙∙∙ꎮ(束手无策)５.下列句子中ꎬ介绍事物的方式与例句相同的一项是(㊀㊀)例句:有一种叫作 碳纳米管 的神奇材料ꎬ比钢铁结实百倍ꎮＡ.这里的水流瞬息万变ꎬ一夜间变化方向多达１１—１４次ꎬ最少有６次ꎮ新人第Ｂ.大气层是保护地球的很重要的一件防晒衣ꎮＣ.冥王星个头矮小ꎬ直径还没月球大ꎮＤ.作为世界上最大的沙漠ꎬ撒哈拉沙漠几乎占满整个非洲北部ꎬ面积是９０６万平方千米ꎮ６.对下面语段的中心意思ꎬ概括准确的一项是(㊀㊀)㊀㊀鸟儿并没有 语言 ꎮ鹦鹉和八哥在鸟类中能说会道ꎬ居然能学人话ꎬ叫出两声 客来到 六点半 之类的声音ꎬ但是ꎬ它们并不懂得自己叫的是什么意思ꎮ你问它 几点钟了 或是问它 吃过饭没有 ꎬ它都一律回答 六点半 ꎮ根本是乱 说 一通ꎮＡ.鸟类并没有 语言 ꎮＢ.鹦鹉㊁八哥能说会道ꎮＣ.鹦鹉㊁八哥会乱说话ꎮＤ.鸟类只会答 六点半 ꎮ四㊁课文回顾ꎮ(７分)１.«江畔独步寻花»中 ㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀ 一句ꎬ写出了桃花争妍斗艳的景象ꎬ为画面增添了亮丽的色彩ꎮ(２分)２. 飞向蓝天的恐龙 作为文章题目ꎬ是为了向我们揭示㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀的事实ꎮ(２分)３.«纳米技术就在我们身边»举了㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊁㊀㊀㊀㊀㊀㊀和㊀㊀㊀㊀㊀㊀三个例子来说明纳米技术可以大大便利我们的生活ꎮ(３分)五㊁下图是一幅题为 友好感谢 的漫画ꎬ仔细观察ꎬ完成练习ꎮ(６分)１.漫画中的 沙尘暴 为了表示对砍伐者的感谢ꎬ它可能会说: ㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀ꎮ２.看了漫画ꎬ你受到了什么启发?你想对图中的砍伐者说什么?㊀㊀六㊁阅读理解ꎮ(３０分)(一)(１２分)材料一:据调查ꎬ移动网民经常使用的各类Ａｐｐ(移动应用)中ꎬ即时通信类Ａｐｐ用户使用时间最长ꎬ占比为１５.６％ꎻ网络视频㊁网络音乐㊁短视频㊁网络音频和网络文学类应用使用时长占比分列二到六位ꎬ依次为１２.８％㊁８.６％㊁８.２％㊁７.９％和７.８％ꎮ材料二:㊀㊀１.阅读完以上材料ꎬ君君整理了一些问题ꎬ请你帮她解决并提出自己的问题ꎮ(８分)２.结合材料ꎬ有人认为大家都通过网络进行阅读ꎬ纸媒以后没有存在的必要性了ꎬ针对这种说法ꎬ你有什么样的看法?请说一说ꎮ(４分)㊀㊀㊀㊀(二)向空气要水的 魔术师 (１８分)①据说ꎬ唐僧取经是偷渡出去的ꎬ西行前半程ꎬ都是单枪匹马ꎮ他曾在一片沙漠的中心弄翻了装水的皮囊ꎬ几天滴水未进ꎮ如果不是随行的老马带他找到一片绿洲ꎬ玄奘法师也许就命丧黄泉了ꎮ②人类大概没办法赤手空拳地变出水来ꎮ不过有种奇妙的小甲虫ꎬ能从空气中要来救命的水ꎮ瑞典和美国的科学家们近年来一直在研究这种叫 沙漠拟步甲 的甲虫 它们行动缓慢ꎬ其貌不扬ꎬ但却不怕渴㊁不怕热ꎮ在非洲东南部一些年降水量只有５毫米的沙漠ꎬ照样活得逍遥自在ꎮ③气中入口中ꎮ④⑤的水分ꎬ１.Ａ.Ｃ.２.第②㊀㊀３.４.Ａ.Ｃ.５.问题答案七㊁习作ꎮ㊀㊀闻ꎬ４００字ꎮ。
