@ 2019.10.19 , 13:00

能够轻易捕获二氧化碳的材料

新发明能够过滤掉空气中的CO2分子,又无需太多能量。

秘密武器是由锌离子组成的多孔配位聚合物(PCP)。

科学家说,那些离子比以往PCP的固碳效率要高出10倍,而且可重复使用——在连续10次反应循环后仍能发挥出最大的效率。

日本京都大学的材料化学家Ken-ichi Otake说:“我们已经成功设计出一种对CO2分子具有高亲和力的多孔材料,还能将它们快速转化成有机材料。”

二氧化碳的化学活性很低,这意味着如果没有大量能量的投入,很难捕捉和固定它们。

PCP(也被称为金属有机框架或MOF)可能是克服这一障碍的关键。新研究概使用了一个巧妙的方法:一种具有螺旋桨状结构的有机成分。
研究人员通过X射线结构分析发现,当CO2分子接近PCP时,其分子结构旋转并重排,从而使二氧化碳被锁到结构中。

PCP本质上是一种分子筛,能够通过大小和形状识别分子。一旦材料完成了二氧化碳吸收工作,就可以将其作为有机聚合物进行再利用或回收。有机聚合物可以转变为聚氨酯,用于服装、包装材料、家用电器等。

在碳储存领域,我们看到了许多希望。今年早些时候,澳大利亚皇家墨尔本理工大学的科学家提出了一种将二氧化碳转化为煤的方法,原理是涉及金属铈的化学反应。

来自美国赖斯大学的另一组研究人员开发出将二氧化碳转化为液体燃料的装置——金属铋是关键材料,而最终生成物是甲酸。

所有这些想法都需要进一步的研究,并且在更大范围内开展实验。同时,我们不应分散对(阻止全球变暖的)最佳方法的关注力度——减少碳排放量。

在确定大目标的前提下,其它工作也非常重要。

京都大学的材料化学家北川Susumu Kitagawa说:“最绿色的碳捕获方法之一是将二氧化碳循环成高价值的化学品,例如可用于石油化工和制药业的环状碳酸酯。”

该研究已发表在《自然通讯》上。

本文译自 sciencealert,由译者 majer 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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