点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:“酸水解”合成路径 一网打尽沸石吸附剂碳捕集痛点
首页> 科技频道> 综合新闻 > 正文

“酸水解”合成路径 一网打尽沸石吸附剂碳捕集痛点

来源:科技日报2021-07-22 09:47

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

  7月19日,记者从南京工业大学获悉,该校材料化学工程国家重点实验室、化工学院王军教授课题组联袂浙江大学、新加坡国立大学,合成自成型含铁丝光沸石吸附剂,破解了沸石分子筛碳捕集痛点,二氧化碳吸附量创新高,可以更精准地吸附二氧化碳,且性能不受水汽影响。近日,该成果在线刊发于国际著名期刊《科学》上。

  沸石作为一种经典的吸附材料,已经广泛应用于石油化工、气体吸附分离等众多领域,具有适用范围广、成本低、操作简单、循环复用便捷等诸多优点,因而在碳捕集领域备受青睐。

  不过,长期以来,沸石等吸附剂在碳捕集中存在吸附容量不高、气体分离比低、不耐水汽、脱附再生能耗高、粘结剂成型后性能下降等问题,影响着它们的使用效率。长期以来,课题组成员一直致力于研究一种新的沸石材料,试图解决这些技术痛点。

  “我们逐渐探索形成一种独特的‘酸水解’路径合成方法。这种工艺创制的含铁丝光沸石吸附剂较之以前有两大突破,一是变原来的粉状为高机械强度块状,省却了后续成型工艺,具有典型绿色化工特点;二是独特的孔道结构实现了高效碳捕集。”论文第一作者、南京工业大学教授周瑜说。

  他介绍,团队采用“酸水解”的合成路径,经过千百次反复优化,并进行性能测试和结构解析后,得到了一种孔口更小的沸石材料。“二氧化碳直径为0.33纳米,我们的沸石吸附剂孔口尺寸是0.33—0.34纳米,一来可以让二氧化碳进入吸附材料,二来也能阻止甲烷等分子进入,如此一来,这个孔口就成了二氧化碳专属的‘捕集孔’,吸附更精准。”周瑜说。

  实验显示,团队合成的含铁丝光沸石吸附剂在25摄氏度、1个大气压条件下,每立方厘米可以吸附219立方厘米二氧化碳,是迄今报道的最高值。同等条件下,用于工业的13X沸石吸附剂,每立方厘米吸附156立方厘米二氧化碳。更重要的是,含铁丝光沸石吸附材料对氩气、氮气、甲烷等表现出良好的筛分能力,其分离比13X沸石吸附剂高出多个数量级。

  此外,在分离过程中,气体中若有水汽,有的吸附剂会遇水不稳定。大部分吸附剂亲水,故而分离性能受水汽干扰严重,常常需要先干燥再吸附。而课题组合成的吸附剂,分离性能不受水汽干扰,且循环使用效果较好。

  “就能耗而言,13X沸石吸附剂在分离二氧化碳和甲烷的混合气时,回收1公斤二氧化碳需要消耗0.97兆焦能量,而我们的吸附剂每吸附1公斤二氧化碳仅需消耗0.7兆焦能量。”论文的通讯作者、南京工业大学教授王军说,在纯度相同的情况下,课题组合成的吸附剂对二氧化碳的回收率大于95%,甲烷的回收率能从61.9%提升到96.9%。

  周瑜表示,这一研究是碳捕集领域的重大突破,具有实际应用潜力,开拓了杂原子沸石分子筛在气体吸附分离领域的新应用。

  “碳捕获是降低二氧化碳排放、实现分离回收和综合利用的有效途径,对于实现碳达峰和碳中和目标具有重要意义。”周瑜说,此项研究成果可应用于发电厂燃烧后的二氧化碳捕集、天然气净化、沼气纯化等方面。

  (记者金凤 通讯员朱琳杨芳)

[ 责编:涂子怡 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 古特雷斯呼吁美以结束对伊朗的战争

  • 2026年巴塞尔艺术展香港展会启幕

独家策划

推荐阅读
全国科学技术名词审定委员会25日发布《关于发布试用人工智能领域名词token中文名“词元”的公告》,决定在综合考量社会各界意见建议的基础上,优先推荐“词元”作为人工智能领域名词token的中文名,并面向全社会发布试用。
2026-03-26 09:23
木卫二是一颗冰封的木星卫星,也是太阳系内最有希望孕育地外生命的地方。“欧罗巴快船”团队认为,他们将发现适宜生命生存的海洋,但除非探测器真正抵达、展开探测,没有人能给出确切的答案。
2026-03-26 09:24
作者:陆俊杰(南通大学副校长,江苏省习近平新时代中国特色社会主义思想研究中心特约研究员)  在促进创新链产业链资金链人才链深度融合、推动科技成果高效转化应用上探索新途径,是“十五五”时期江苏经济社会发展的重要目标任务。深耕“双高协同”不仅是破解科研创新与产业需求脱节的关键举措,更是落实创新驱动发展战略的重要布局。
2026-03-26 09:24
记者从中国发明协会获悉:在瑞士日内瓦举行的第五十一届日内瓦国际发明展上,中国代表团共获得90项金奖、95项银奖和52项铜奖。
2026-03-26 09:30
工业和信息化部25日公布,今年前2个月,我国通信业运行平稳,电信业务总量保持增长,5G、千兆光网、物联网等网络基础设施建设有序推进。截至2月末,5G基站总数达490.9万个,比上年末净增7万个,占移动基站总数的38%。
2026-03-26 09:24
3月25日,国家自然科学基金委员会在2026中关村论坛年会开幕式上发布2025年度“中国科学十大进展”,10项重大基础研究突破入选。界面调控新方法创制面向空天应用的高性能柔性叠层太阳能电池示意图 国家自然科学基金委员会供图 
2026-03-26 09:22
3月25日,以“创新与发展”为永久主题,由科技部、国家发展改革委、工业和信息化部、国务院国资委、中国科学院、中国工程院、中国科协和北京市政府共同主办的2026中关村论坛年会在北京拉开帷幕。
2026-03-26 09:21
记者24日从农业农村部获悉,农业农村部近日印发通知,督促指导各地依法严厉打击坑农害农、危害粮食安全和农产品质量安全违法行为,守护群众“舌尖上的安全”,持续夯实国家粮食安全根基。
2026-03-25 10:22
氢能兼具能源、资源、储能介质三重属性,氢能产业科技含量高、低碳属性强、发展空间大。通知提出到2030年,通过应用规模扩大,推动氢能应用技术、工艺、装备创新突破,实现燃料电池、电解槽、储运装置和材料等迭代升级,推动氢能成为新的经济增长点,支撑实现经济社会发展全面绿色转型。
2026-03-25 10:21
林间密密麻麻的印痕,正是东北虎豹国家公园生态环境越来越好的体现。在科技守护与不懈坚守下,东北虎豹国家公园的生态成果愈发显著:东北虎和东北豹的数量由公园试点初的27只和42只,增长至当前的70只和80只左右。
2026-03-25 10:11
国家卫生健康委和中国气象局24日联合发布首期全国花粉浓度预报服务提示,为公众提供精准防护指引。目前正值春季,以木本植物花粉传播为主,建议过敏人群及时关注本地花粉浓度和种类变化,必要时明确过敏原,提前做好防护和出行安排。
2026-03-25 10:04
自然资源部日前发布四川省冕宁县牦牛坪矿区稀土矿资源储量核实勘查项目成果,矿区新增稀土资源量966.6万吨。据悉,牦牛坪矿区稀土矿资源储量核实勘查项目还新增伴生萤石资源量2713.5万吨、伴生重晶石资源量3722.8万吨,均达到超大型规模,具有重大战略意义。
2026-03-25 10:00
记者了解到,自20世纪60年代推广杂交玉米种以来,我国玉米的单产提高了约2.7倍,其中51%的增益都来自优良杂交种的选育与应用。进一步研究发现,在现代杂交育种过程中,玉米的基因有害变异被不断清除或互补,并且,杂交种中有害等位基因被抑制表达的比例与其产量和育成年代同步增长。
2026-03-24 09:29
2023年,国务院部署开展专利转化运用专项行动(以下简称“专项行动”)。教育部科学技术与信息化司司长周大旺表示,教育部着力畅通科技成果转化的链条,加速把高校丰富的专利转变为产业发展的红利。
2026-03-24 09:28
走进内蒙古博物院的有机质文物修复室,时间似乎放慢了脚步,空气中透着静谧,只有工具偶尔轻碰的细微声响。”  无机质文物修复室里,文物修复师季园园展示了另一种“手术”场景。
2026-03-24 09:28
柳申滨最初以针刺治疗皮肤炎症及穴位敏化机制为切入点,试图探寻针刺调控皮肤靶器官的效应规律。”  通过和临床医生交流,柳申滨了解到,在压力、焦虑等心理应激状态下,特应性皮炎患者的皮肤炎症会显著加重。
2026-03-24 09:28
全球最大人工智能(AI)模型API聚合平台OpenRouter最新数据显示,3月16日至3月22日,全球AI大模型总调用量为20.4万亿Token,环比增长20.7%。”
2026-03-24 09:28
杂交稻的大面积推广显著提升了水稻产量,但其生产长期依赖程序复杂、成本高昂且需年年重复的杂交制种过程。
2026-03-23 09:40
近日,澳大利亚一位机器学习领域科技企业家,通过人工智能大模型自行设计肿瘤疫苗,救治自家患癌宠物犬的故事广受关注。
2026-03-23 09:39
记者从中国石化获悉,我国首套全链条国产化溶液法聚烯烃弹性体工业化装置在天津进入试运行,相关生产技术取得原创性突破,将有效缓解我国光伏等战略性新兴产业对该材料的进口依赖。
2026-03-23 09:33
加载更多