根据美国物理学家组织网络最近的一份报告中说明,在当前温室效应影响下,有必要通过工厂的烟囱过滤二氧化碳来改善温室气体,但是其实现成本却非常高。对此,美国某科研团队提出了一种高质量,低价格的解决方案——他们发现,具有八边形孔窗的天然沸石特别擅长捕获二氧化碳,就效率和经济性而言,其远远优于目前的工业洗涤塔。
Zeolite是一种规则的多孔穴硅铝酸盐矿物,它是由瑞典矿物学家Kronsty于1756年在玄武岩中首次发现的。它在加热至熔化后沸腾而得名。晶格中有许多均匀大小的通道和腔。一克沸石的孔和通道的内表面积可以达到500平方米至1000平方米,可以吸收或过滤不同大小的分子,并且可以重复使用,可以称得上是一个理想的用于过滤和洗涤含有多种杂质气体的混合气体中有害分子的新型环保材料,因此它广泛用于化学工业的催化剂和过滤器中。
美国国家标准协会和特拉华大学的联合团队研究沸石已有10年,在工业实验室中,他们发现沸石SSZ-13的内部孔之间存在八边形的窗口,其可以有效过滤掉混合气体中的二氧化碳分子。该研究的负责人克雷格·布朗说:“这种性能使这种沸石成为洗涤工厂烟囱中温室气体的理想材料。”该研究小组使用中子衍射法确定了SSZ-13沸石的八边形孔。该窗口特别擅长吸引小而长的二氧化碳分子。它可以紧密地“保持”主要带正电的碳原子,同时允许其他形状和电子性质不同的分子通过而不会受到影响。这种沸石每立方厘米的孔穴可以吸收0.31克二氧化碳。与行业中其他吸附材料相比,它具有相当的竞争力。
沸石吸附剂可以“捕捉”二氧化碳
布朗说,鉴于这种沸石仅能吸收二氧化碳的能力,它有可能在将来成为专门用于工业碳洗涤的经济替代材料,并且还可以减少使用时的能源消耗,相当于节省25%的电力能源。下一步,研究小组将重点讨论SSZ-13沸石是否可用于以甲烷为主要成分的天然气中的二氧化碳分离,希望它在大量萃取二氧化碳和释放过程中能发挥良好的作用。