转化CO2和多孔高分子材料捕获研究获进展 |
2013-06-12 |
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6月8日,由中科院大连化学物理研讨所资料的动力学模拟与描绘研讨组邓伟侨研讨员所带团队,开宣布一种共轭微孔高分子资料,可以在常温常压下捕获可观的二氧化碳,一起可在常温常压下催化二氧化碳与环氧烷烃反响,生成高附加值的环碳酸酯。该效果发表于近来的NatureCommunications上。
二氧化碳的减排疑问是当今人类社会亟待解决的疑问和当时科学研讨的热门之一。关于二氧化碳的减排有两种首要手法:一是捕获与封存,将二氧化碳经过化学或物理吸附的办法捕获起来,然后进行地下封存;二是二氧化碳的运用,将二氧化碳在催化剂的效果下与其他化学原料来组成有价值的化学品,比方组成尿素、环碳酸酯和工程塑料等。当前这两种计划都用到高温或高压,需求耗费很多的能量,而发生这些能量过程中又排放出新的二氧化碳。因而效果不尽人意,使得当前二氧化碳大规模减排办法还处于探索性期间。邓伟侨研讨员所带团队,开发的这种新资料,将这两种计划完满联系,既能捕获二氧化碳,又能转化被捕获的二氧化碳。并且由于操作条件是常温常压下进行,不需求额定的能量,因而避免了捕获与转化二氧化碳过程中由于额定能量而发生的二次二氧化碳排放。
这种资料首要是将催化中间(salen-金属)镶嵌入共轭微孔高分子骨架制得。其表面积高达700-1000平方米每克,在常温常压下1g聚合物可吸附70-80毫克二氧化碳,比美于金属结构化合物(MOF)。在常温常压下即能催化二氧化碳与环氧丙烷反响,48小时后可达81%的产率,100%的选择性,循环运用寿命长。其催化功能远远高于如今工业上选用的催化剂,是当前仅有能在常温常压下催化该反响的异相催化剂。理论核算得到的催化机理标明,该反响在这种资料效果下最高活化能仅为9kcal/mol,因而在常温常压下就可以进行。这种资料的成功制备为二氧化碳减排带来一个新思路。
该效果的扩大化将在二氧化碳的运用上具有杰出的应用远景,特别是可以应用于火电厂的大规模减排。火电厂的二氧化碳排放占总排放的30%以上,若是应用这种新资料,只需在废气排放处增加一个简略处置设备,即能处置废气中的二氧化碳。由于不需求贵重的高温高压设备和额定的能量供给,这样的应用本钱低价,使得这种资料在二氧化碳大规模减排中的应用成为可能。