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吸收金属提高碳捕集能力
  韩国

 2018423

韩国科学技术院(KAIST)化学和生物分子工程系Minkee Choi的研究将能够吸收二氧化碳的矿物吸附剂的稳定性提高了50倍。这种新型材料抵抗氧化损伤的能力要远高于之前的材料,而且可能会使我们更接近一个可维持的二氧化碳捕集系统,以对抗大气中温室气体浓度上升对全球变暖和气候变化的影响。

Choi和研究生Woosung Choi,以及同事Kyungmin MinChaehoon Kim在《自然通讯》杂志上描述了细节。虽然碳捕集作为对抗气候变化的手段是多年的研究课题,但科学和技术一直在努力寻找可行的解决方案。然而,一种是由含胺的吸附剂为代表的材料,这种吸附剂能有效地吸收气体,而且本身对环境无害。不幸的是,到目前为止所开发的胺类吸附剂被发现大气氧化性不稳定,并会在相对较短的时间内化学分解。这使得它几乎不可能依赖于这类材料,不能将它作为重复和持续使用的吸附剂。[Choi et al, Nature Commun (2018) 9, No. 726; DOI: 10.1038/s41467-018-03123-0]

现在,KAIST的研究人员已经发现,材料中含有铁和铜离子的微小污染物可以催化氧化分解。掌握了这些知识,研究小组现在建议使用螯合剂来清除金属污染物,从而抑制催化氧化。在一个万无一失的方法中,研究小组还将聚乙烯亚胺(PEI)吸附在1,2-环氧丁烷上,他们解释生成的是2-羟基丁基。

研究人员现在已经证明,与在硅基板上支持的标准PEI吸附剂相比,在基质上添加螯合剂后,它们因氧化导致的不稳定性可以减少大约50倍。在原理论证实验中,研究小组发现,添加螯合剂的吸附剂的性能要比标准材料好得多,而且由于氧化降解,其捕集二氧化碳的能力只下降了一小部分。传统的无螯合剂的吸附剂在30天内暴露于氧化老化后,就会发生显著的失活。该研究小组称,实际上,两种稳定效果的使用并不是双重保障,而是协同地改善了吸附剂的稳定性。

研究小组认为,这种稳定性的改善最终可能使这些材料在商业上可行。研究论文的第一作者Woosung Choi描述了这项工作的重要性为“将固体二氧化碳吸附剂引入可商业化的标准。”Choi补充说,该团队确实已经致力于商业化,并希望“开发出世界上最好的二氧化碳捕集吸附剂”。(领先财纳编译)

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