离子宁聚合物用于受控的CO2捕获,释放和转化为高价值化学品.
1Department of Chemical and Biomedical Engineering, FAMU-FSU College of Engineering, Tallahassee, FL, 32310, USA.
Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.)
|July 14, 2024
概括
这项研究介绍了一种新的,具有成本效益的,由素衍生的离子聚合物,用于高效的二氧化碳 (CO2) 捕获和利用. 该材料从直接空气和缩来源有效吸收二氧化碳,具有循环再生和循环碳酸盐合成中的应用潜力.
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:
- 对大气二氧化碳 (CO2) 水平的日益关注,需要创新的捕获和利用技术.
- 来自生物质的材料为开发先进的功能性聚合物提供了可持续的替代方案.
- 素是一种丰富且未充分利用的生物质成分,是新材料合成的有希望的原料.
研究的目的:
- 开发和描述一种新的,具有成本效益的从素制成的离子聚合物,用于二氧化碳捕获和利用.
- 调查来自不同来源的基于素的离子聚合物的二氧化碳捕获效率.
- 为了证明控制释放和随后利用捕获的二氧化碳进行有价值的化学合成.
主要方法:
- 通过在性条件下将甘氨酸三甲基化与素反应合成一种离子性宁聚合物.
- 使用NMR (1H,13C,2D-HSQC) 和FT-IR光谱学对聚合物结构的表征.
- 使用逆门质子脱的13C NMR对二氧化碳捕获的量化和从直接空气和缩来源捕获的评估.
主要成果:
- 成功合成了具有氧化物功能的四级离子素聚合物.
- 在室温和大气压下,从缩的二氧化碳中获得1.06 mmol g-1,从直接空气中获得0.60 mmol g-1的 CO2 捕获能力.
- 通过二氧化碳离子形成捕获二氧化碳的证据,并在循环碳酸盐合成中成功利用捕获的二氧化碳.
- 通过重复的捕获和释放循环,实现了对离子木质素聚合物的完全控制的再生.
结论:
- 开发的离子木质素聚合物是一种有效和可再生的材料,用于二氧化碳的捕获和利用.
- 这种方法提供了一种可持续且具有成本效益的途径,用于将木质素转化为用于碳管理的功能性材料.
- 该研究强调了生物质衍生聚合物的潜力,以应对与二氧化碳排放有关的环境挑战.
