Nye funktionaliserte nanomaterialer for CO2-fangst

Watch: Times Square New Year's Eve Ball Drop (Kan 2019).

Anonim

Klimaendringer på grunn av overdreven CO2-nivå er et av de alvorligste problemene menneskeheten noensinne har møtt. Dette har resultert i abrupte værmønstre som flom og tørke, som er ekstremt forstyrrende og skadelig for livet, som vi har vært vitne til i India de siste årene. Å redusere stigende CO2-nivå er av største betydning. I en ny utvikling har forskere ved Tata Institute of Fundamental Research, Mumbai, utviklet en ny design av CO2-sorbenter som viser overlegen CO2-fangstkapasitet og stabilitet over konvensjonelle materialer.

Immobiliseringen av funksjonelle aminer på en porøs fast bærer kan resultere i stabile og effektive CO2-sorbentmaterialer sammenlignet med lignende flytende sorbenter. En kritisk ulempe er imidlertid en drastisk nedgang i tekstural egenskapene til disse støtter (dvs. overflateareal og porevolum), noe som fører til en reduksjon i CO2-fangstkapasiteten.

For å overvinne denne utfordringen har forskere ved TIFR Mumbai designet nye funksjonaliserte nanomaterialer som gir høyere aminbelastning med en minimal nedgang i overflaten.

"Vår fibrøse nanosilica (KCC-1) bør være en god kandidat til bruk som en støtte for å designe effektive CO2-sorbenter som vil muliggjøre bedre fangstkapasitet, kinetikk og rekylbarhet, " sier dr. Vivek Polshettiwar, ledende forsker i denne studien. En unik egenskap ved KCC-1 er dens høye overflateareal, som stammer fra dens fibrøse morfologi og ikke fra dets mesoporøse kanaler (i motsetning til andre godt studerte materialer som SBA-15 eller MCM-41). Denne studien, publisert nylig i Journal of Materials Chemistry A, demonstrerer bruken av den fibrøse morfologien til KCC-1 sammenlignet med konvensjonelt bestilt mesoporøst silisiumdioksyd. Dette arbeidet er i fortsettelse av lagets innsats for å utvikle bærekraftige katalysatorer og sorbenter.

KCC-1-baserte sorbenter viste flere fordeler i forhold til konvensjonelle silisiumbaserte sorbenter, inkludert i) høy aminbelastning, ii) minimumsreduksjon i overflateareal etter funksjonalisering og iii) mer tilgjengelighet av aminsites for å øke CO2-fangsteffektiviteten (dvs. fangstkapasitet, kinetikk og resirkulerbarhet), på grunn av fibrøs struktur og høyt tilgjengelig overflateareal av KCC-1.

Etterspørselen etter slike effektive sorbenter øker siden CO2-fangst er en av de beste løsningene for å redusere de stigende nivåene av CO2. Faste sorbenter oppviser bedre effektivitet med større potensial for å overvinne manglene i flytende sorbenter. Bruken av mesoporøse silikagaterialer som er funksjonalisert med forskjellige aminogrupper, er godt rapportert. Selv om materialer som SBA-15 og MCM-41 for eksempel har tiltrukket seg betydelig oppmerksomhet fordi deres store porestørrelser kan imøtekomme en rekke aminmolekyler og det høye overflatearealet tillater høyere belastning av disse funksjonsmolekylene, lider de av ulempene av en reduksjon i teksturelle egenskaper, noe som gjør KCC-1 til en egnet kandidat for mer effektiv CO2-fangst.

menu
menu