本项目针对沙漠地区淡水资源匮乏、土地荒漠化严重及农业用水短缺的三重挑战，研发了一套太阳能驱动的吸附式空气取水沙漠种植系统。项目制备了多孔复合凝胶吸附剂材料，在夜间低温高湿环境下吸附空气中的水蒸气，日间利用太阳能加热解吸并冷凝收集液态水，最终用于作物灌溉。通过材料合成表征、热力系统建模仿真、原型机设计制造，构建了自动化的“空气-水-植物”原型样机并模拟沙漠工况进行测试，为沙漠地区生态修复与分散式供水提供创新解决方案。

本项目总体目标是构建小型化“空气-水-植物”系统原型样机，为大规模沙漠农业种植提供技术验证，具体包括：

1）筛选并合成适用于沙漠低湿环境的高性能吸附剂材料，优选吸附剂材料最佳厚度，优化其成型与封装工艺；

2）设计间歇式热力循环，建立吸附床-冷凝器-环境耦合的传热传质数学模型，完成吸附动力学验证与产水量预测；

3）设计并搭建分层集成的吸附式空气取水原型机，实现日间闭式解吸与夜间开式吸附的自动化时序切换；

4）在模拟沙漠工况下进行性能测试，评估系统产水能力及用于耐旱作物灌溉的可行性，最终形成完整技术方案与学位论文。

本项目成功研制出一台太阳能驱动的吸附式空气取水原型样机。采用“发泡-干燥”法制备的多孔复合凝胶吸附剂，在25℃、40% RH下平衡吸附量达1.33 g/g，优选材料最佳厚度为8 mm与3009型无纺布封装。基于吸附势理论与线性驱动力模型完成热力循环仿真并预测产水量。原型机采用分层叠加结构，集成光伏供电与电动推杆控制实现装置自动开合。在气候模拟箱内典型沙漠工况（25℃、40% RH吸附14 h，35℃、20% RH、1000 W/m²解吸6 h）下，单次循环收集液态水84.97 g，验证了技术可行性。项目成果为沙漠地区分散式淡水供给与生态修复提供了重要技术参考。