交联聚合物吸收二氧化碳CO2

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一种价格低廉的新型物质可以有效的吸收碳化合物,甚至是在潮湿的、酸性的环境下,比如在发电厂的气体流环境中。 这种价格低廉的由苯交联构成的物质可以像海绵一样,在膨胀过程中吸收二氧化碳。它可以在潮湿、酸性的环境中保持良好的吸收能力,这点是非常不同于其他碳氧化合物吸收物质。研究人员认为,在发电厂它可以用来吸收二氧化碳。一些固体的碳吸收材料,是多孔结晶物质,比如说沸石、金属有机骨架(MOFs)。这些刚性晶格有很多的孔可以捉住二氧化碳,但是与此同时,它们也会吸收水分,这就是发电厂里很基本的、很普遍的元件。可以看出这些吸收二氧化碳的物质实际工作时吸收的二氧化碳少于他们理论上应该达到的吸收量。英国利物浦大学的Andrew I. Cooper和他的同事们希望能找到一种物质,只吸收二氧化碳而不吸收水分。他们发明了一种聚合物,是用交联苯和甲醛二甲缩醛经行Friedel-Crafts烷基化反应。产生的这种新物质看起来像是一块硬的、棕色的带有很多小孔的塑料块。在干燥的环境中,每克该物质可以吸收15.32mmol的二氧化碳,这个结果远远高于其他的常用的二氧化碳吸收物。活性炭、极性沸石、两个金属有机骨架(MOFs)吸收的二氧化碳量在6.91到9.30mmol/g。交联体的苯海绵在潮湿环境下,保持了自身86%的吸收二氧化碳的能力,它可以吸收13.17mmol/g。与此同时,沸石和金属有机骨架(MOF)在水中,他们只能保持自身6%和28%的吸收能力。“现有吸碳物质,大多喜欢水,都会吸收水分,从而占据了吸收二氧化碳的空间”Cooper解释道。此外,新的物质在酸性环境下很稳定,比如在发电站的废气流中。研究小组,将此聚合物在硫酸溶液中煮了一个小时候,发现它的多孔性和二氧化碳的吸收能力没有发生改变。对金属有机骨架(MOF)采用同样的处理办法,MOF 将会被溶解。这种新物质的主要缺陷是,它只有在高压环境中才能体现超越其他碳吸收物的能力。但是大多数的发电厂中的二氧化碳废气流都是低压环境的,这种新物质的超群能力将无法体现出来。目前这种新型聚合物只是用在高压环境下,比如采用了整体气化联合循环技术的发电厂。这些发电厂将碳或者基于碳化和物的燃料燃烧,转换成为二氧化碳和氢气的混合物,然后再燃烧氢气产生能量。预燃气流具有高的压力,足以使交联聚合物溶胀。但是Cooper认为采用这种技术的发电厂并不是很多。爱丁堡大学的Neil B. McKeown认为,尽管研究小组已经用一些实验证明了新聚合物的能力,但是在这种材料真正大规模用于日常生产之前,他们还需要做很多的测试试验。目前,各种碳吸收物大量出现,类似一场竞争,但是无法很清楚地说明哪一种更好,没有一种是完美的。但是McKeown承认这种新的聚合物有一项很大的优势:造价低廉。当一种碳吸收物质被采用时,这种物质将会极大量的被使用,因为发电厂每小时产生的二氧化碳将是几百吨甚至更多。