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環保科技：一種從工業廢氣中分離二氧化碳的新材料
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環保科技：一種從工業廢氣中分離二氧化碳的新材料
圖片來源：Pixabay
Bayreuth大學的化學家們開發出一種能夠為環保和可持續工業發展做出重要貢獻的新材料。利用這種材料，可以將工業廢氣、空氣或沼氣中的二氧化碳精準分離出來並實現再利用。這一分離過程環保且廉價。研究人員在《細胞報告物理科學》中介紹了這種材料的結構和功能。
歐盟於2019年達成的綠色協定呼籲，截至2050年要將歐盟的溫室氣體淨排放量降低至零。這需要借助革命性的技術來從廢氣及其他氣體混合物中分離、收集二氧化碳，以避免其進入大氣。由Bayreuth大學開發的材料相較於已有的分離技術有一個顯著的優勢：能夠在不與二氧化碳發生化學反應的前提下將它從混合氣體中完全分離出來。
圖片來源：Pixabay
這些氣體混合物可以是工廠中排放的廢氣，也可以是天然氣或沼氣。在以上所有應用環境中，二氧化碳完全通過物理作用被聚集在材料形成的腔室中。同時，不需要消耗太多能量便可以將其從中釋放出來並進一步用作工業原料。因此，這一分離過程是基於物理吸附作用實現的。這種新材料就像一個大型存儲罐，可以在能量消耗很少的情況下吸收-釋放二氧化碳。在Bayreuth(大學)的實驗室裏，(化學家們利用)這種材料從多組分混合氣體中單獨分離出二氧化碳。
隸屬於Bayreuth大學有機化學第一研究小組的博士研究員，同時也是論文第一作者的Martin Rieß M.Sc.說道，“我們研究團隊成功開發出一種同時滿足以下兩個條件的材料：一方麵，它對二氧化碳強大的物理吸收作用足以將其從氣體混合物中分離出來；另外，不需要消耗太多能量便可以將其吸收的二氧化碳釋放出來。”
圖片來源：Pixabay
這種新材料是一種無機-有機混合物，其組分是由數百個獨立的玻璃平麵組成的粘土礦物。僅一納米厚度的玻璃薄片被精準地一層層堆疊起來，每兩層玻璃平麵之間填充著有機分子。通過合理設計其形狀和化學屬性，使這種材料中的空穴數量達到最優水平以便收集二氧化碳。隻有二氧化碳分子能夠進到材料的空穴中並被儲存起來，而甲烷、氮氣和其他氣體組分則因為分子尺寸原因而留在外麵。研究人員借助所謂的分子篩效應增強材料對二氧化碳的選擇作用。他們目前正致力於開發一種基於粘土礦物的薄膜係統，以便從混合氣體中連續、有選擇性地、高效地分離出二氧化碳。
開發這種能夠分離二氧化碳並將其用作工業原料的混合材料離不開Bayreuth大學實驗室中一套特殊的測量係統，這套設備能夠精確測量被吸收的氣體的質量以及材料對吸收物的選擇性。這能夠真實地再現工業過程。Rieß說，“我們開發的混合材料完全滿足工業二氧化碳分離過程中所有的評估標準。它的生產成本低且能在降低工業碳排放，處理沼氣和酸性大氣方麵做出重大貢獻。”
翻譯：張宇哲
審校：董子晨曦
引進來源：University of Bayreuth
引進鏈接：https://phys.org/news/2020-10-chemists-material-carbon-dioxide-industrial.html
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Bayreuth大學的化學家們開發出一種能夠為環保和可持續工業發展做出重要貢獻的新材料。利用這種材料，可以將工業廢氣、空氣或沼氣中的二氧化碳精準分離出來並實現再利用。這一分離過程環保且廉價。研究人員在《細胞報告物理科學》中介紹了這種材料的結構和功能。
歐盟於2019年達成的綠色協定呼籲，截至2050年要將歐盟的溫室氣體淨排放量降低至零。這需要借助革命性的技術來從廢氣及其他氣體混合物中分離、收集二氧化碳，以避免其進入大氣。由Bayreuth大學開發的材料相較於已有的分離技術有一個顯著的優勢：能夠在不與二氧化碳發生化學反應的前提下將它從混合氣體中完全分離出來。
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這些氣體混合物可以是工廠中排放的廢氣，也可以是天然氣或沼氣。在以上所有應用環境中，二氧化碳完全通過物理作用被聚集在材料形成的腔室中。同時，不需要消耗太多能量便可以將其從中釋放出來並進一步用作工業原料。因此，這一分離過程是基於物理吸附作用實現的。這種新材料就像一個大型存儲罐，可以在能量消耗很少的情況下吸收-釋放二氧化碳。在Bayreuth(大學)的實驗室裏，(化學家們利用)這種材料從多組分混合氣體中單獨分離出二氧化碳。
隸屬於Bayreuth大學有機化學第一研究小組的博士研究員，同時也是論文第一作者的Martin Rieß M.Sc.說道，“我們研究團隊成功開發出一種同時滿足以下兩個條件的材料：一方麵，它對二氧化碳強大的物理吸收作用足以將其從氣體混合物中分離出來；另外，不需要消耗太多能量便可以將其吸收的二氧化碳釋放出來。”
圖片來源：Pixabay
這種新材料是一種無機-有機混合物，其組分是由數百個獨立的玻璃平麵組成的粘土礦物。僅一納米厚度的玻璃薄片被精準地一層層堆疊起來，每兩層玻璃平麵之間填充著有機分子。通過合理設計其形狀和化學屬性，使這種材料中的空穴數量達到最優水平以便收集二氧化碳。隻有二氧化碳分子能夠進到材料的空穴中並被儲存起來，而甲烷、氮氣和其他氣體組分則因為分子尺寸原因而留在外麵。研究人員借助所謂的分子篩效應增強材料對二氧化碳的選擇作用。他們目前正致力於開發一種基於粘土礦物的薄膜係統，以便從混合氣體中連續、有選擇性地、高效地分離出二氧化碳。
開發這種能夠分離二氧化碳並將其用作工業原料的混合材料離不開Bayreuth大學實驗室中一套特殊的測量係統，這套設備能夠精確測量被吸收的氣體的質量以及材料對吸收物的選擇性。這能夠真實地再現工業過程。Rieß說，“我們開發的混合材料完全滿足工業二氧化碳分離過程中所有的評估標準。它的生產成本低且能在降低工業碳排放，處理沼氣和酸性大氣方麵做出重大貢獻。”
翻譯：張宇哲
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