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利用海绵过滤空气中的二氧化碳,可在100度左右的低温中进行

放大字体  缩小字体   日期:2022-06-27 12:14:01  浏览量:130   移动端

制造可以捕获各种工业设施排放的二氧化碳,是解决日益严重的气候灾难的一种潜在选择。


产生影响所需的大量材料以及相应的高成本是主要的绊脚石。

此外,氧化会迅速降解碳捕获的许多主要竞争对手。


由艺术与科学学院化学和化学生物学助理教授菲利普米尔纳领导的国际合作中,使用的多孔海绵状材料可以将二氧化碳捕获在其空腔中,同时让氮气等其他气体流过。



这些材料是由糖和低成本的碱金属盐制成的,使其能够负担得起大规模部署,并可能有助于减少燃煤发电站对环境的影响。


在过去的 100 年里,一种称为胺洗涤的程序,一直是化学中碳捕获的主要方法。

胺是由氨生成的含氮有机分子。

它们可以选择性地从水溶液中的气体混合物中提取二氧化碳。


然而,在每个循环之后,氧气都会损坏它们,这意味着它们需要越来越多的材料来制造,从而增加了成本。


Milner 的实验室一直在使用不同系列的材料并专门开发它们用于 CO 2捕获,而不是试图解决胺氧化问题。



这项新研究的重点是在孔隙中具有氢氧化物位点的海绵状材料。

通常,氢氧化物盐溶液与二氧化碳发生可逆反应,生成碳酸氢盐,如小苏打,可捕获 CO2。

然而,要更新氢氧化物盐,必须将材料加热到 500 到 800°C,这既不简单也不便宜。


通过使用环糊精作为起始材料,并将它们与碱金属盐在水中煮沸,可以制造出一种海绵状材料,该材料具有孔隙,其中二氧化碳牢固地结合在一起,而其他气体(如氮气)则可以自由流动。


将材料暴露在二氧化碳和氮气的混合物中,看看它们是否可以吸收二氧化碳而忽略氮气,氮气是空气和排放流的主要成分。


潜在的化学反应与氢氧化物溶液在水中发生的反应完全相同。

但是通过在这些海绵状材料中进行操作,可以获得很多优势。

二氧化碳捕获非常快,它可以具有非常高的容量,并且它可能对氧气非常稳定。


CO2可在 80 至 120 °C 的低温下释放。

除了分离之外,这种材料的可调性使其在多种应用中都很有价值,包括药物输送、催化和气体储存。


煤炭排放仍然是世界上二氧化碳排放的第一大人为因素。

这项工作的好处在于,不仅发现了一种可用于从煤烟气中捕获二氧化碳的材料,而且她概述了结构-性能关系,这将能够设计用于其他应用的材料,例如从天然气发电厂,甚至可能来自空气,这是我们这个时代真正面临的巨大挑战之一。


Zick 定制的用于查看气体组合是否可以在固体介质中分离的设备,这是大学以前无法获得的能力。

米尔纳的实验室已经在使用模块化设备测试康奈尔大学其他研究人员的样本。


目前已经让人们从木制品中走出来做这些实验。

如果有人给我们带来了一些材料,一两个星期后,玛丽可以告诉你它是否有望用于二氧化碳捕获。



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