可膨胀,耐水和耐酸的聚合物海绵用于化学选择性二氧化碳捕获
Robert T Woodward1, Lee A Stevens, Robert Dawson
1Department of Chemistry and Centre for Materials Discovery and ⊥Department of Chemistry and Stephenson Institute for Renewable Energy, University of Liverpool , Crown Street, Liverpool, L69 7ZD, United Kingdom.
Journal of the American Chemical Society
|May 31, 2014
概括
一种新型多孔有机聚合物表现出异常的二氧化碳 (CO2) 捕获能力和选择性,即使存在水蒸气和酸性杂质. 这种坚固的材料为工业碳捕获应用提供了一个有希望的,廉价的解决方案.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
- 环境科学 环境科学
背景情况:
- 有效的碳捕获材料对于减少化石燃料发电产生的碳排放至关重要.
- 现有的材料经常与烟气中存在的水蒸气和酸性杂质作斗争.
- 对于工业规模的碳捕获,需要廉价,坚固和有选择性的吸附剂至关重要.
研究的目的:
- 开发和评估一种新型多孔有机聚合物,以有效捕获二氧化碳 (CO2).
- 在现实的燃烧前捕获条件下评估材料的性能,包括水和酸的存在.
- 为了比较聚合物的二氧化碳吸附特性与现有的基准材料.
主要方法:
- 从简单的有机原料合成一个多孔的有机聚合物.
- 使用气体吸附技术对聚合物的二氧化碳吸附能力和选择性的表征.
- 在存在水蒸气和酸性杂质的情况下测试材料的稳定性和性能.
- 对极性吸附剂 (焦石13x,HKUST-1) 和其他框架 (活性炭,ZIF-8) 的比较分析.
主要成果:
- 在燃烧前捕获条件下,多孔有机聚合物表现出良好的二氧化碳容量和高二氧化碳选择性.
- 与极性吸附剂不同,聚合物的二氧化碳吸附受到水蒸气的最小影响.
- 该材料表现出了显著的稳定性,即使在长时间暴露在沸的缩酸中.
- 物理膨胀使得较高的二氧化碳容量和选择性比不易膨胀,耐水材料.
结论:
- 开发的多孔有机聚合物为选择性气体吸附和碳捕获提供了优越的选择.
- 它的坚固性,耐水性和高容量使其适用于大型工业应用.
- 简单有机单体的使用确保了在碳捕获技术中广泛采用的成本效益.
