其实我们多数人不知道沸石对二氧化碳的高吸附性为其在空气净化中发挥重要作用。二氧化碳是气候变化的最大影响因素，主要来自化石燃料的燃烧，这一事实是众所周知的。全世界都在采取措施来结束对化石燃料作为能源的依赖。但绿色能源的潜力还在于未来。一项新研究检验了是否可以采取措施降低空气中的CO 2浓度。
事实上，如果空气中存在的CO 2能够被吸附，这正是在环境条件下捕获CO 2或直接空气捕获(DAC)的目的。但直到现在，研究人员还没有开发出能够在DAC条件下有效吸附CO 2的材料。
YasushigeKuroda，冈山大学教授提出：CO 2本质上是酸性的。因此，一般采用碱性材料作为CO 2的吸附剂。然而，这往往会导致系统腐蚀，也不适合回收吸附的CO 2。在此背景下，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“弱者”：天然沸石（主要由氧化硅和铝组成的矿物质）。
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。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，他们使用与DFT计算表现出良好一致性的模型证实了他们的观察结果。
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。此外，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。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。
期刊参考：小田，A.，等。(2021)在低压区和300K下发现的5A型沸石前所未有的CO 2吸附行为。材料化学杂志A。
