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由科学家开发的少量廉价环氧树脂取代了笨重的载体材料 制造出有效的碳捕获固体吸附剂

发布时间:2019-06-20 09:31:40 来源:

胶水是气候变化的答案吗?斯旺西大学能源安全研究所(ESRI)的研究人员已经证明它肯定会有所帮助。

他们开发了一种能够捕获温室气体二氧化碳(CO 2)的新材料,其关键成分是您可能在家中使用的常见环氧树脂。

碳捕获材料是一系列技术的重要组成部分,沿着可再生能源和能源效率的解决方案,可以帮助减少二氧化碳的量2我们释放到大气中。

“我们发现通常在胶水中发现的小环氧分子可以将较大的环氧分子粘在一起,以制造有效的碳捕获材料,可能有助于应对气候变化,”Enrico Andreoli博士说,该研究的主要人物现在发表在材料化学论文的主题上。。

路易丝Hamdy博士论文的第一作者,加入“我们已经开发了一种新的方法,使一个有效的CO 2捕获材料从一个广泛研究的CO 2通过与工业上大量生产的环氧树脂反应性聚胺,这种材料显示非常高的CO 2的吸收和可能被用来捕获二氧化碳2从工业烟气流或从空中,从一些全球变暖带来的最坏影响减轻我们的。”

目前CO 2捕集技术需要被显著推进。主要挑战包括材料成本,容量,CO 2 -选择性,再生,耐用性和稳定性的水。由负载在氧化铝或二氧化硅上的多胺组成的固体CO 2捕获材料已成为有希望的碳捕获材料。

构成该材料的质量的只是十分之一- -然而,不是效仿,研究人员在ESRI通过使用环氧树脂交联的多胺成固体最大化CO 2反应性组分和避免使用一个支持。“这证实了我最初使用交联作为笨重支撑的替代方案的有效性,”Andreoli说。

用疏水添加剂改性的交联材料在90℃下在纯CO 2中捕获其重量的几乎20%。该发现证实了先前的假设,即引入疏水基团可破坏材料的内部结构以促进多胺对CO 2的吸收。

添加剂不仅增加了捕获的CO 2的量,而且在较低的温度下也是如此。Hamdy评论说:“这一发现非常重要,因为它证明通过引入添加剂,我们可以对这些材料进行微调,以在特定的工作温度下获得最佳性能。”

实验表明,官能化样品对CO 2的选择性高于氮气(N 2),显示出对N2的吸收可忽略不计。通过在类似烟道气的条件下测试材料性能来进一步探索选择性。这表明样品在90℃下仅在15分钟内在稀释的10%CO 2 /90%N 2的 CO 2流下捕获其在CO 2中 9.5%的重量。

在对材料进行重复捕获循环时,在纯CO 2下将温度升高至155℃ 持续5分钟以再生,该材料在29个循环中没有显示出容量损失,证明了材料的坚固性。

功能化材料在潮湿条件下也表现出色 - 对于许多CO 2吸附剂固体而言通常是一个巨大的挑战。在25°C时,在纯CO 2中,预水合材料能够捕获令人印象深刻的23.5%。这开辟了开发这种材料以直接从空气中捕获CO 2的可能性。

“这项研究为经济有效的碳捕获材料定义了一个新的有前途的方向。我们的研究所非常注重在碳捕获,利用和储存领域开发和部署新技术。本文证明了我们的专业知识,“ESRI创始人兼董事Andrew Barron教授说。

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