Den CO2-absorberande mjuka kristallen som utvecklats för denna studie. Upphovsman:Shin-ichiro Noro
Ett team av forskare har lyckats visualisera hur koldioxid (CO 2 ) beter sig i en jonisk vätska som selektivt absorberar CO 2 . Fyndet förväntas hjälpa till att utveckla effektivare metoder för att fånga CO 2 i atmosfären, en av de viktigaste faktorerna som orsakar den globala uppvärmningen.
Koldioxid (CO 2 ) nivåerna i atmosfären - en viktig faktor för den globala uppvärmningen - fortsätter att stiga varje år, skapar allvarliga bekymmer om jordens framtid. För att stoppa den globala uppvärmningen, vårt industrisamhälle behöver släppa ut mycket mindre koldioxid 2 . Ett sätt att uppnå detta är att separera och samla CO 2 innan den släpps ut i atmosfären. Medan vissa sådana insatser redan pågår, de har inte varit särskilt effektiva. Det finns därför ett brådskande behov av att utveckla teknik som kan separera och samla CO 2 mer effektivt, både för att skydda miljön men också för att främja återvinning av koldioxid 2 som en resurs.
Användning av jonvätskor för att effektivt absorbera CO 2 har varit föremål för intensiv forskning. Ännu mer undersökning av hur CO 2 absorberas i joniska vätskor uppträder är nödvändigt för att förbättra de material som används i CO 2 separations- och insamlingsprocess. Eftersom joniska vätskor är en vätska utan regelbunden struktur, det har varit svårt att direkt observera tillståndet för CO 2 absorberas i dem.
I föreliggande studie, ett team av forskare som inkluderade professorerna Shin-ichiro Noro och Takayoshi Nakamura, båda av Hokkaido University's Graduate School of Environmental Science, fokuserad på en mjuk kristall, ett ämne som har både en vätskes mjukhet och kristallens regelbundenhet. De syntetiserade en mjuk kristall innehållande komponenter av en jonisk vätska som absorberade CO 2 . Som väntat, den mjuka kristallen bibehöll sin regelbundenhet även efter att den absorberat CO 2 , gör det möjligt att genomföra röntgendiffraktionsanalys.
CO2 -molekyler (rött och blått i mitten), absorberas av den mjuka kristallen, interagera med både fluor- och syreatomer i en komponent i den joniska vätskan, bis (trifluormetylsulfonyl) imid. Upphovsman:Xin Zheng, et al, Kommunikationskemi, 27 oktober kl. 2020
Analysen visade det absorberade CO 2 interagerar med både fluor- och syreatomer i bis (trifluormetylsulfonyl) imidanjonen, en komponent i den joniska vätskan. Vidare, forskarnas teoretiska analys visade att dispersion och elektrostatiska interaktioner finns mellan CO 2 och ramen, skapa den kraft som binder CO 2 till anjonen.
Teamets resultat förväntas vara till hjälp vid utformning och utveckling av joniska vätskor som effektivt kan separera och samla CO 2 , och kommer sannolikt att påskynda praktiska tillämpningar av sådana vätskor, ett avgörande steg för att lindra de negativa effekterna av global uppvärmning.
Shin-ichiro Noro fokuserar på utveckling av porösa material för att bidra till miljöåterställning och bevarande, medan Takayoshi Nakamuras arbete är inriktat på utvecklingen av molekylära enheter för en mängd olika applikationer.
