科学家们正试图掌握这种方法来制造新的材料来捕获二氧化碳
“缺陷”这个词通常会让人联想到一些负面的、不受欢迎的特性,但斯旺西大学(Swansea University)能源安全研究所(Energy Safety Research Institute, ESRI)的研究人员却有不同的看法:在纳米孔材料领域,如果一个人知道如何控制缺陷,缺陷可以得到很好的利用。
由Marco Taddei博士,斯旺西大学的Marie sklodowsk - curie action研究员领导的一个小组正在研究如何利用金属-有机框架(一种类似显微镜海绵的材料)的缺陷来更好地捕捉二氧化碳,从而调整其性能。Taddei博士说:“金属有机框架,或称MOFs,是非常有趣的材料,因为它们充满了可用来捕获和包含气体的空白空间。此外,它们的结构可以在原子水平上被操纵,使它们能够选择特定的气体,在我们的例子中是二氧化碳。“含锆元素的MOFs是特殊的,因为它们能够承受许多连杆的损失而不会崩溃。我们认为这些缺陷是一个有吸引力的机会来发挥材料的性能。
研究人员继续调查缺陷是如何参与一个被称为“后合成交换”的过程的,这是一个两个步骤的过程,在此过程中,MOF首先被合成,然后通过交换其结构的一些组成部分而被修改。他们利用核磁共振技术实时研究了这一现象,核磁共振是化学中常见的表征技术。这使他们能够理解在过程中缺陷的角色。
这项新研究发表在《高影响国际化学杂志》上。“我们发现缺陷是非常被动的网站在财政部的结构,和他们的修改会影响材料的属性以独特的方式。”塔代伊博士说:“事实上,我们通过广泛使用的技术,很容易进入全球任何化学家在我看来是这项工作的一个亮点。”
ESRI主任,Andrew Barron教授是这项研究的合著者,他说:“在ESRI,我们的研究工作集中在对我们生产能源的方式产生影响,使其清洁、安全、廉价。然而,我们很清楚,应用研究的进展只有通过深入了解基础知识才能实现。这项工作正朝着这个方向发展。
这项研究是一个概念的证明,但是这些发现为未来的工作奠定了基础,由工程和物理科学研究委员会资助。研究人员希望与塔塔钢铁公司(Tata Steel)和科克大学(University College Cork)合作,学习如何用化学方法处理有缺陷的结构,开发出新的材料,以提高从钢铁厂废气中捕获二氧化碳的性能。
“减少二氧化碳排放来自能源生产和工业过程必须防止严重的后果在气候,”恩里科·安德烈奥利博士合著者,斯旺西大学高级讲师和二氧化碳捕获和利用集团的领导人在ESRI,“努力在我们的集团目标两种新材料的发展有效地捕获二氧化碳和方便的流程将二氧化碳转化为有价值的产品。”