随着社会的发展与人口增长,淡水资源的短缺问题变得日益严峻,通过有效的手段实现淡水资源的开发利用成为迫在眉睫的议题。在自然界,浓雾中蕴含着丰富的淡水资源,此外,人类生产活动带来的水分蒸发问题同样产生了大量的水雾。因此,通过捕集空气中的水雾将可以实现淡水资源的有效利用。首先,利用超疏水涂层强化不锈钢网格的水雾收集效果。通过水热反应在不锈钢网格表面原位生长沸石涂层,进一步利用全氟癸基三氯硅烷(FDTS)疏水改性制备出稳固的超疏水涂层。研究了水热反应时间和疏水改性时间对涂层表面形貌、化学组成、水接触角的影响,并进一步考察了不同润湿状况下网格的水雾收集性能、超疏水涂层的稳定性。结果表明,在水热反应24 h,疏水改性24 h后,不锈钢网表面具有最佳的微纳米级别的粗糙度,并且嫁接较多的含F基团,表面水接触角达到155°,对水滴的粘滞力极低,具有良好的超疏水性。水雾收集实验表明,超疏水网格可以大大降低网孔堵塞,改善网格空气动力学效率;与未处理的不锈钢网相比,其液滴的脱落时间大大降低,收集速率为4200 mg/(cm~2·h),提升高达93%,连续20 h的使用性能不下降。此外超疏水网格具有良好的稳定性,分别在1 mol/L HCl,1 mol/L NaOH和3.5wt.%NaCl溶液中浸泡48小时后,水雾收集速率稳定在4200 mg/(cm~2·h)附近;在2000目砂纸上经60个磨损循环后,接触角仍能达到145°,水雾收集速率4000 mg/(cm~2·h)。然后,对电场驱动下的水雾收集性能进行了研究。通过实验装置的搭建与测试,考察了工作电压、气速、雾量对装置的回收率和能耗的影响,并进一步考察了装置在串联、并联下的各项性能。结果表明:该装置结构简单,主要由芒刺型电晕极、圆筒形接地极、整流网组成;电晕极芒刺数量增加、长度增大,电极放电性能越强;圆筒形接地极高度增加,有利于提高回收率;电晕极端部与整流网的间距(Δ)降低,电场的击穿电压减小。随着工作电压的升高,回收率增加,能耗增加;气速的增加会导致回收率下降,能耗的变化无明显规律;电压一定时,雾量越高,收集率越低,能耗越低。在不同的环境下,装置均可以实现80%以上的高回收率,并且能耗仅为1-4 kW·h/m~3,具有高收率与低能耗的特点。此外,装置可以实现串联、并联的进一步设计,串联系统在保持高收率的前提下可以进一步降低能耗,良好的并联性能可以实现装置的模块化使用,依据具体的雾量、气速、工作面积等作出合理调整设计,满足各种条件下水雾的收集。