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温室气体二氧化碳的高效节能转化应用:形貌可控碳纳米材料的绿色合成
2019-09-11 11:06:21 | 【 【打印】【关闭】

  全球的温室效应已经变成一个不可忽视的事实。化石燃料大量消耗释放出的二氧化碳是引起全球温室效应的主要原因之一。由于全球化石燃料的使用,每年有约130亿吨的二氧化碳(CO2)排放到大气中。全球的环境问题与能源消费问题紧密相关,能源危机和环境问题已经成为全人类可持续发展所面临的主要挑战。从废物再利用的角度来看,廉价的二氧化碳是一种合成各种具有高附加值的燃料和化学品的理想原材料。但是,在低温条件下实现二氧化碳的高效转化是当前二氧化碳利用面临的主要难点。

 

  碳纳米材料是一种高附加值的含碳产物,可应用于能源储存于转化、生物传感器、电子纳米器件、水处理、有机污染物降解和环境修复等领域。将二氧化碳转化为高附加值的碳纳米材料是实现温室气体变废为宝的一条好途径。浙江工业大学材料学院张文魁教授、梁初副教授课题组和苏州大学梁志强副教授报道了一种将二氧化碳在室温下超高效转化为形貌可控的纳米碳材料的方法。通过引入极少量的水、球磨或者低温加热等触发方式,二氧化碳能够与氢化锂快速反应并转化为形貌可控的碳纳米材料,完成二氧化碳转化反应的最长时间仅需30秒。通过控制二氧化碳气体压强和触发方式,可以实现对碳纳米材料的形貌调控。机理研究表明,碳纳米材料转化过程中气体的吹气速率及其分布是二氧化碳气体压强和触发方式影响碳纳米材料形貌和多孔特性的主要因素。最后,该团队提出了一个氢化锂的循环再生利用方案。通过包含5阶段反应过程的3个闭环过程,实现了氢化锂和盐酸等原料的再生。这个可持续发展策略,一方面,可以通过工业化合成碳纳米材料以实现温室气体二氧化碳的有效利用;另一方面,形貌可控的碳纳米材料可望在环境、能源等多个领域实现重要应用。

  研究者相信,这一发现可为二氧化碳的高效节能应用和形貌可控的碳纳米材料的绿色合成提供一种新的途径。该绿色碳纳米材料的制备技术可以实现大规模生产,同时实现对CO2的捕获和利用,这也可为温室效应的缓解提供了一个新的思路。相关论文在线发表在Small (DOI: 10.1002/smll.201902249)上。相关工作得到了国家自然科学基金、浙江自然科学基金等项目的资助。

  文章来源:materialsviewschina 

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