科学家创造了一种可以捕获二氧化碳并将其转化为有机物的材料
(明迪·高宫)
科学家们想出了一种创新的方法来尝试对抗大量我们仍在向空气中排放二氧化碳,即使作为气候危机正在我们周围展开:将二氧化碳转化为有用的有机聚合物。
新开发的方法可以从空气中吸收二氧化碳分子,并且在此过程中不会消耗太多能量。 然后,该材料有可能转化为包装或服装的成分。
秘密武器是多孔的配位聚合物(PCP)由锌金属离子组成。
科学家们表示,这些离子能够选择性地捕获二氧化碳分子,其效率比其他 PCP 高 10 倍。 更重要的是,该材料可重复使用,并且在 10 个反应循环后仍然以最高效率运行。
“我们成功设计了一种多孔材料,它对二氧化碳分子具有高亲和力,可以快速有效地将其转化为有用的有机材料,”材料化学家 Ken-ichi Otake 说道,来自日本京都大学。
的想法碳汇已经存在了一段时间,但二氧化碳的低反应性意味着在不使用大量能量的情况下很难捕获和锁定二氧化碳——这有点违背了这一点。
PCP(也称为金属有机骨架或 MOF)可能是克服这一障碍的关键。 这项新研究中概述的方法使用了一个巧妙的技巧:具有螺旋桨结构的有机组件。
通过X射线结构分析,研究人员发现,当CO2分子接近PCP时,其分子结构会旋转并重新排列,从而使二氧化碳被捕获在材料中。
五氯苯酚本质上是一种分子筛,能够通过大小和形状识别分子。 一旦该材料完成了吸收二氧化碳的工作,它就可以作为有机聚合物重复使用或回收。 有机聚合物可以转化为聚氨酯,应用于服装、包装、家用电器等多种领域。
我们在碳储存领域看到了许多有前途的前景。 今年早些时候,澳大利亚皇家墨尔本理工大学的科学家提出了一种方法将二氧化碳重新转化为煤炭,利用涉及金属铈的化学反应。
来自美国莱斯大学的另一组研究人员已经能够开发出一种设备将二氧化碳转化为液体燃料:在这种情况下,金属铋是关键成分,甲酸是最终结果。
所有这些想法都需要进一步研究,并需要在更大范围内发挥作用,但正在取得进展。 也就是说,它们不应该分散我们对减少空气中二氧化碳排放和减缓全球变暖的最佳方法的注意力——减少碳排放。
很明显需要采取行动,而且速度快。 这种新的二氧化碳转化方法很可能在未来对我们变得非常重要,尤其是因为它可以将我们不想要的东西变成我们想要的东西。
“最环保的碳捕获方法之一是将二氧化碳回收成高价值化学品,例如可用于石化和制药的环状碳酸酯,”材料化学家 Susumu Kitakawa 说道,来自京都大学。
该研究发表于自然通讯。