 Новое исследование ученых Райсовского университета показывает, как химические изменения затрагивают способности улучшенных фуллеренов для удержания парниковых газов.
В 2014 году один из химиков университета обнаружил, что молекулы углерода-60 (или фуллерены, обнаруженные в 1980-х годах) получают возможность поглощать углекислый газ в сочетании с полимером, известным, как полиэтиленимин (PEI).
Богатое аминами сочетание С60 и PEI способно захватывать выбросы двуокиси углерода из таких источников, как промышленные дымовые газы и скважины природного газа.
В новом исследовании ученые обнаружили, что пиролиз материала (его нагрев в бескислородной среде) - меняет химический состав таким образом, что он когда-нибудь может быть использован для настройки того, что ученые называют PEI-C60 для конкретных приложений захвата углерода.
Исследователи осуществили пиролиз PEI-C60 в аргоне при различных температурах от 100 до 1000 градусов по Цельсию, а затем оценили каждую партию для поглощения углерода. Они обнаружил существование точки перехода при 200 С - границы между способностью материала впитывать углекислой газ с помощью химических средств, в отличие от физической абсорбции.
Материал, который был подвергнут пиролизу при низких температурах, стал липким и не смог вытянуть углерод из источников высокой температуры с помощью химических средств. Обратное стало верным для пиролиза PEI-С60 при высокой температуре. Теперь пористый, хрупкий материал стал более лучшим в условиях низкой температуры, физически впитывая молекулы двуокиси углерода.
При 200 С ученые обнаружили, что термообработка разрушает углерод-азотные связи полимера, что приводит к резкому уменьшению улавливания CO2 с помощью любых средств. Они обнаружили, что на пике необработанный PEI-С60 абсорбирует более 10 части его веса диоксида углерода при высоких температурах (0,13 грамм за грамм материала при 90°С). Пиролизованный PEI-С60 почти так же хорошо работал при столь же при низких температурах (0,12 г при 25° С).
Исследователи, нацеливаясь на потенциальные экологические выгоды, продолжают совершенствовать их процесс.
|
