二氧化碳主要来自化石燃料的燃烧，其能够改变地球气候，在如今碳中和背景下，全球各国都在采用多种先进技术来结束对化石燃料作为能源的依赖，但是绿色能源的潜力还需要挖掘。当前，多国研究人员证实，沸石能够有效吸附空气中的CO2，直到现在，研究人员还在开发能够在DAC条件下有效吸附CO 的材料。
冈山大学教授黑田东彦进行了表面化学研究，并且冈山大学和日本同步辐射研究所(JASRI)的研究人员最近在“材料化学A杂志”上发表并由黑田教授指导的一项研究检查了一种材料的吸附特性：沸石，主要由氧化硅和铝组成的矿物质。沸石材料作为吸附剂，是捕获电厂废气中二氧化碳并实现安全处置的新方法技术。
作为研究的一部分，黑田教授和他的团队开发了一种沸石与碱土离子的离子交换技术，并在环境条件下实现了异常高的CO 2吸附。特别是，研究人员选择了一种A型沸石（硅铝比为1），因为它具有适合吸附CO 2的孔径，而碱土离子交换产生了巨大的电场强度，据称可以作为吸附的驱动力。
研究人员选择双电荷钙离子(Ca 2+ )作为交换离子，因为它能够实现最高的吸附量。事实上，观察到的吸附体积是任何沸石系统曾经吸附过的最高CO 2量，超过了类似情况下其他材料的吸附量。研究人员通过执行远红外(far-IR)测量分析了基本吸附机制，并在密度泛函理论(DFT)计算的帮助下对其进行了支持。
远红外光谱检测了由Ca 2+沸石振动引起的振动模式，揭示了CO 2吸附后向更长波长的明显转变，这是研究人员在其他样品中无法识别的特征，例如Na-离子交换A型沸石。此外，他们用一个与DFT计算表现出良好一致性的模型证实了他们的观察。
此外，研究人员可以完全解吸吸附的CO 2并恢复原始样品及其特殊的吸附特性。一旦研究人员在模拟环境空气组成的模型气体的帮助下分析了CO 2的分离，该样品就表现出对其他气体中CO 2的出色选择性吸附。因此，结果表明沸石在环境条件下可作为CO 2的高效吸附剂，并且这项研究为潜在新应用打开大门，例如在航天飞机、潜艇和音乐厅等半封闭空间内净化空气，以及作为麻醉过程中的吸附材料。
