作者:Craig Brown 来源:JACS 发布时间:2012-2-14 13:13:40
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八角形孔窗沸石可用于“捉拿”二氧化碳
 
据美国物理学家组织网近日报道,通过工厂的烟囱来过滤二氧化碳这种温室气体是必要的,但许多相关工艺的造价令人咋舌。而美国一个研究团队提出了一个物美价廉的解决思路。他们发现一种具有八角形孔窗的天然沸石尤其擅长捕捉二氧化碳行踪,在效率和经济上远胜于目前的工业洗涤器。论文发表于《美国化学会志》(Journal of the American Chemical Society)。
 
沸石是一种矿石,1756年由瑞典矿物学家克朗斯提首次在玄武岩中发现,因在加热至熔融时伴有沸腾现象而得名。其晶格中存在很多大小均一的通道和空腔,一克沸石孔穴和通道的内表面积可达500平方米到1000平方米,由此可以吸取或过滤大小不同的分子,并可重复使用几百次,是过滤、擦洗含许多杂质气体的混合气体中有害分子的理想选择,也在化学工业中被广泛应用于催化剂和过滤器。
 
美国国家标准研究所和特拉华大学的联合团队对沸石的研究长达10年之久,在工业实验室里,他们发现沸石SSZ-13的内部孔隙间有八角形的窗口,这个特点似乎能高效过滤掉混合气体中的二氧化碳分子。该研究的带头人克雷格·布朗研究员说:“该性能使这种沸石有望成为工厂烟囱洗涤温室气体的理想材料。”
 
该研究团队利用中子衍射的方式判断出沸石SSZ-13的八角形孔窗特别擅长吸引小而长的二氧化碳分子。它能紧紧“抓住”那些带正电荷的主要碳原子,同时允许其他持有不同形状和电子性质的分子通过而不受影响。这种沸石每立方厘米的小孔足可吸附0.31克的二氧化碳。与工业上其他吸附剂材料相比,它相当具有竞争力。
 
布朗说,鉴于这种沸石只吸引二氧化碳的能力,其很可能会成为将来专门用于工业上洗涤碳的经济型替代材料,并且,在使用时还可减少能源消耗,相当于节约25%的电力。
 
该团队下一步将集中探讨可否用沸石SSZ-13将二氧化碳从以甲烷为主要成分的天然气中分离出来,以期它能够在提取释放大量二氧化碳气体的过程中有不俗的表现。(来源:科技日报 华凌)
 
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