Denna nya porösa koordineringspolymer har propellerformade molekylära strukturer som möjliggör selektivt att fånga CO2, och effektivt omvandla CO2 till användbara kolmaterial. Upphovsman:Mindy Takamiya
Ett nytt material som selektivt kan fånga upp koldioxid (CO 2 ) molekyler och effektivt omvandla dem till användbara organiska material har utvecklats av forskare vid Kyoto University, tillsammans med kollegor vid University of Tokyo och Jiangsu Normal University i Kina. De beskriver materialet i tidningen Naturkommunikation .
Mänsklig konsumtion av fossila bränslen har resulterat i ökad global CO 2 utsläpp, vilket leder till allvarliga problem i samband med global uppvärmning och klimatförändringar. Ett möjligt sätt att motverka detta är att fånga upp och avskilja kol från atmosfären, men nuvarande metoder är mycket energikrävande. Den låga reaktiviteten av CO 2 gör det svårt att fånga och konvertera det effektivt.
"Vi har framgångsrikt konstruerat ett poröst material som har en hög affinitet mot CO 2 molekyler och kan snabbt och effektivt omvandla det till användbara organiska material, "säger Ken-ichi Otake, Kyotouniversitetets materialkemiker från Institute for Integrated Cell-Material Sciences (iCeMS).
Materialet är en porös koordinationspolymer (PCP, även känd som MOF; metallorganiskt ramverk), ett ramverk bestående av zinkmetalljoner. Forskarna testade sitt material med hjälp av röntgenstrukturanalyser och fann att det selektivt endast kan fånga CO 2 molekyler med tio gånger mer effektivitet än andra PCP.
Materialet har en organisk komponent med en propellerliknande molekylstruktur, och som CO 2 molekyler närmar sig strukturen, de roterar och ordnar om för att tillåta C02 -infångning, resulterar i små förändringar av molekylkanalerna i PCP - detta gör att den kan fungera som molekylsikt som kan känna igen molekyler efter storlek och form. PCP är också återvinningsbart; katalysatorns effektivitet minskade inte ens efter 10 reaktionscykler.
"Ett av de grönaste tillvägagångssätten för koldioxidavskiljning är att återvinna koldioxid till högvärdiga kemikalier, såsom cykliska karbonater som kan användas i petrokemikalier och läkemedel, "säger Susumu Kitagawa, materialkemiker vid Kyoto University.
Efter att fånga upp kolet, det konverterade materialet kan användas för att tillverka polyuretan, ett material med en mängd olika tillämpningar, inklusive kläder, hushållsapparater och förpackningar.
Detta arbete belyser potentialen hos porösa koordineringspolymerer för att fånga koldioxid och omvandla till användbara material, öppnar upp en väg för framtida forskning om kolavskiljningsmaterial.
