现代快报讯(通讯员 朱琳 杨芳 记者 李楠)二氧化碳体积吸附量创纪录、低成本、更环保 …… 近日,南京工业大学材料化学工程国家重点实验室、化工学院教授王军课题组合成自成型含铁丝光沸石吸附剂,一网打尽沸石分子筛碳捕集所有痛点,在碳捕集领域取得新突破。7 月 16 日,《科学》杂志全文在线刊发这一最新研究成果,南京工业大学周瑜为论文第一作者。
据介绍,这一研究是碳捕集领域的重大突破,具有明显的实际应用潜力,开拓了杂原子沸石分子筛在气体吸附分离领域的新应用。" 碳捕获是降低二氧化碳排放、实现分离回收和综合利用的有效途径,对于实现碳达峰和碳中和目标具有重要意义。" 周瑜介绍,此项研究成果可应用于发电厂燃烧后的二氧化碳捕集、天然气净化、沼气纯化等方面。
沸石等物理吸附剂具有适用范围广、成本低、操作简单、吸附剂循环复用便捷等优点,在碳捕集领域备受青睐。周瑜介绍:" 既有的沸石吸附剂面临着吸附容量不高、气体分离比低、不耐水汽、脱附再生能耗高、粘结剂成型后性能下降等方面的挑战。"
实验显示,在同等条件下,该团队合成的含铁丝光沸石吸附剂吸附量更高。更为重要的是,所得材料对氩气、氮气、甲烷等表现出良好的筛分能力。
" 通常在分离过程中,实际气体中都有水汽,有的吸附剂遇水不稳定,大部分吸附剂分离性能受水汽干扰严重,常常需要先干燥再吸附,我们的含铁丝光沸石吸附剂分离性能不受水汽干扰。" 此外,周瑜介绍,该团队研发的沸石吸附剂能耗更低、回收率更高。
现代快报记者了解到,早在 15 年前,课题组成员就开始了这类沸石材料研究,逐渐形成独特的 " 酸水解 " 路径合成方法。采用这种工艺创制的含铁丝光沸石吸附剂较以前有两大突破,一是变原来的粉状为高机械强度块状,省却了后续成型工艺,具有典型绿色化工特点;二是独特的孔道结构实现了高效碳捕集。据介绍,二氧化碳直径为 0.33 纳米,他们的沸石吸附剂孔口尺寸为 0.33-0.34 纳米,此孔径成了二氧化碳 " 专属 " 捕集孔。
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