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本国行家研究开发出可捕集二氧化碳的流行吸附剂,地农学家研究开发出可捕集二氧化碳的流行吸附剂

点击: 174 次  来源:http://www.010zws.com 时间:2020-05-07

从南京工业大学了解到,该校刘晓勤、孙林兵教授课题组研发出一种智能吸附剂,实现了对二氧化碳的低能耗、可控式捕集,有望大幅降低工业过程中气体分离的能耗。相关成果近日发表在化学领域国际知名期刊《德国应用化学》上。

科学家研发出可捕集二氧化碳的新型吸附剂

“我们课题组首次将一种强吸附活性位,引入到光响应金属有机-框架材料中得到一种智能吸附剂,该智能吸附剂能够通过响应分子与活性位之间的协同作用,实现对CO2的低能耗和可控性捕集。”南京工业大学化工学院博士生江耀介绍道。日前该校刘晓勤、孙林兵教授课题组在有关智能吸附剂方面突破性的研究成果刊发于化学领域顶级期刊《德国应用化学》。这一成果为高性能吸附剂的开发提供了新思路,有望大大降低工业过程中气体分离的能耗。

据论文第一作者、南工大博士生江耀介绍,在工业上的吸附分离操作中,传统吸附剂通常需要在变温或变压条件下实现其循环使用过程。“也就是在常温下吸附、升温时脱附;或者加压下吸附,减压后脱附,缺点是这两种办法往往能耗较高。”江耀说。

新华社南京3月19日电记者19日从南京工业大学了解到,该校刘晓勤、孙林兵教授课题组研发出一种智能吸附剂,实现了对二氧化碳的低能耗、可控式捕集,有望大幅降低工业过程中气体分离的能耗。相关成果近日发表在化学领域国际知名期刊《德国应用化学》上。

“在工业上的吸附分离操作中,传统的吸附剂通常需要在变温或者变压的条件下实现其吸附剂的循环使用过程。”研究论文第一作者江耀说,“变温即利用吸附剂的平衡吸附量随温度升高而降低的特性,采用常温吸附、升温脱附的操作方法;而变压,顾名思义便是改变压力,在加压的情况下实现吸附,用减压的方式实现脱附。”这种变温或变压的过程往往能耗较高,不利于低碳经济和可持续发展。

“我们尝试选用光能这种绿色清洁能源作为替代。”孙林兵教授告诉记者,自然界存在一些具有“光响应性”的特殊物质,能够在不同波段光的照射下产生结构变化,发挥吸附作用,偶氮苯分子就是其中之一。

据论文第一作者、南工大博士生江耀介绍,在工业上的吸附分离操作中,传统吸附剂通常需要在变温或变压条件下实现其循环使用过程。也就是在常温下吸附、升温时脱附;或者加压下吸附,减压后脱附,缺点是这两种办法往往能耗较高。江耀说。

“光目前被认为是取之不尽用之不竭的一种能量,来源丰富,绿色清洁。自然界中存在一些具有光响应性的特殊物质,它们在不同波段光的照射下能够发生结构的变化,而偶氮苯分子就是其中的一员。”课题组孙林兵教授解释道。“如果能够将这种光响应性能和活性物种之间合理分配,相互协同实现对CO2的可控性捕集,这将是很有意义的。”基于这个想法,课题组先构建了一种光响应金属-有机框架材料作为载体,再引入CO2活性位点,实现其在不同光照下对活性位的动态调控过程,进而实现对CO2的可控性捕集过程。

“我们希望将这种光响应性能与活性物合理配比,协同实现对二氧化碳的可控性捕集。”孙林兵说,基于这个想法,课题组先是构建了一种具备光响应性的“金属-有机”框架,再引入可吸附二氧化碳的活性位点,在不同光照条件下对活性位点进行调试,最终实现了对二氧化碳的可控性捕集。

我们尝试选用光能这种绿色清洁能源作为替代。孙林兵教授告诉记者,自然界存在一些具有光响应性的特殊物质,能够在不同波段光的照射下产生结构变化,发挥吸附作用,偶氮苯分子就是其中之一。

“通过响应分子与活性位之间的协同作用,实现对CO2的可控性捕集,相较于传统的变温、变压吸附过程,大大降低了能耗。”江耀博士表示。工业烟道气中含有大量的CO2气体,其无限制地排放严重危害了生态环境。未来如果能够通过智能吸附剂实现对工业烟道气中CO2的捕集,这不仅能节约大量的工业能耗,还将会大大友好环境,促进生态文明建设。

“这种协同机制相较于传统的变温、变压吸附大大降低了能耗。”江耀说,新型吸附剂将来可应用于充满二氧化碳的工业烟道,助力节能减排。

我们希望将这种光响应性能与活性物合理配比,协同实现对二氧化碳的可控性捕集。孙林兵说,基于这个想法,课题组先是构建了一种具备光响应性的金属-有机框架,再引入可吸附二氧化碳的活性位点,在不同光照条件下对活性位点进行调试,最终实现了对二氧化碳的可控性捕集。

这种协同机制相较于传统的变温、变压吸附大大降低了能耗。江耀说,新型吸附剂将来可应用于充满二氧化碳的工业烟道,助力节能减排。

相关论文信息:DOI:10.1002/anie.201900141