水资源匮乏是世界很多地区面临的重要问题,大气中水资源丰富,其水资源储量是全世界河流总量的六倍,因此大气汲水技术引起了国内外学者的广泛关注,其中,吸附式空气取水技术可利用低品位的太阳能驱动再生,其设备结构简单,能耗低,是世界各地学者的研究热点。然而,目前的吸附式大气集水系统的集水效率较低,阻碍了该技术的推广应用。其中,吸附材料的优化选择,吸附性能的测试表征,固体吸附床结构设计与优化,以及集水系统的结构设计与优化是该技术亟待解决的关键问题,鉴于以上问题,本文开展了实验研究。首先,本文基于多种固体吸附材料的吸脱附特性测试结果,选用MOF-303作为吸附剂,制备了肋片式和平板式两种不同结构的吸附床,设计搭建了吸附床试验台,测试分析了两种吸附床的吸脱附性能。结果表明肋片式吸附床结构的传热性能好于平板式吸附床,其吸附速率为平板式的2.5倍。最终选用肋片式吸附床实验测试了干球温度分别为28℃、32℃、36℃、40℃、44℃,空气相对湿度分别为20%、40%、60%、80%,风速分别为0.2 m/s、0.6 m/s、1 m/s、2 m/s、3 m/s、4 m/s条件下吸附床的吸附速率和温度变化,以及辐射强度分别为100 W/m~2、300 W/m~2、500 W/m~2、700W/m~2、900 W/m~2下吸附床再生过程中水的释放速率和温度变化。研究结果表明:随着相对湿度增加,吸附床吸附速率越快,吸附量越大;随着温度的增加,吸附速率下降;随着流速增加,吸附速率加快,同时,风速从0.2 m/s增加至1 m/s时吸附速率增幅较大,风速从1 m/s增至4m/s时,吸附量虽有所增加但增幅减小;再生过程中当吸附床表面辐射强度达到700W/m~2时,吸附床表面温度可达到80℃以上,释水效率可达到75%。在此基础上设计了一种基于金属有机骨架（MOF-303）的新型大气集水实验系统,该集水系统采用翻转式结构设计,可实现吸附和再生过程同时进行,同时对吸附模块、再生模块和冷凝模块进行了优化设计。在实验室内对新型集水系统进行了测试,结果表明:辐射强度为900 W/m~2时集水装置的循环总效率可达55%以上。本课题的开展为吸附式大气集水系统的优化设计和实际应用提供了参考。