根據美國物理學家組織網絡最近的一份報告中說明,在當前溫室效應影響下,有必要通過工廠的煙囪過濾二氧化碳來改善溫室氣體,但是其實現成本卻非常高。對此,美國某科研團隊提出了一種高質量,低價格的解決方案——他們發現,具有八邊形孔窗的天然沸石特別擅長捕獲二氧化碳,就效率和經濟性而言,其遠遠優于目前的工業洗滌塔。
沸石是一種規則的多孔穴硅鋁酸鹽礦物,它是由瑞典礦物學家Kronsty于1756年在玄武巖中首次發現的。它在加熱至熔化后沸騰而得名。晶格中有許多均勻大小的通道和腔。一克沸石的孔和通道的內表面積可以達到500平方米至1000平方米,可以吸收或過濾不同大小的分子,并且可以重復使用,可以稱得上是一個理想的用于過濾和洗滌含有多種雜質氣體的混合氣體中有害分子的新型環保材料,因此它廣泛用于化學工業的催化劑和過濾器中。
美國國家標準協會和特拉華大學的聯合團隊研究沸石已有10年,在工業實驗室中,他們發現沸石SSZ-13的內部孔之間存在八邊形的窗口,其可以有效過濾掉混合氣體中的二氧化碳分子。該研究的負責人克雷格·布朗說:“這種性能使這種沸石成為洗滌工廠煙囪中溫室氣體的理想材料。”該研究小組使用中子衍射法確定了SSZ-13沸石的八邊形孔。該窗口特別擅長吸引小而長的二氧化碳分子。它可以緊密地“保持”主要帶正電的碳原子,同時允許其他形狀和電子性質不同的分子通過而不會受到影響。這種沸石每立方厘米的孔穴可以吸收0.31克二氧化碳。與行業中其他吸附材料相比,它具有相當的競爭力。
沸石吸附劑可以“捕捉”二氧化碳
布朗說,鑒于這種沸石僅能吸收二氧化碳的能力,它有可能在將來成為專門用于工業碳洗滌的經濟替代材料,并且還可以減少使用時的能源消耗,相當于節省25%的電力能源。下一步,研究小組將重點討論SSZ-13沸石是否可用于以甲烷為主要成分的天然氣中的二氧化碳分離,希望它在大量萃取二氧化碳和釋放過程中能發揮良好的作用。