近年來(lái)，二氧化碳等溫室氣體的過(guò)度排放加劇了全球氣候變暖，嚴(yán)重威脅人類(lèi)的可持續(xù)發(fā)展。如何利用科技力量提升吸碳固碳能力，推進(jìn)碳達(dá)峰、碳中和一直是相關(guān)領(lǐng)域?qū)で笸黄频目茖W(xué)問(wèn)題。
目前，大部分二氧化碳吸附材料不僅成本高，吸附能力也不強(qiáng)，難以重復(fù)使用，難以市場(chǎng)化和大范圍使用。能否突破現(xiàn)有技術(shù)，研發(fā)一種具有低成本、高效率的新型吸附材料，更好滿足當(dāng)前市場(chǎng)對(duì)二氧化碳吸附材料的需求呢？
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近日，浙江農(nóng)林大學(xué)的研二學(xué)生陳新杰經(jīng)過(guò)兩年的攻關(guān)，研發(fā)出一種由綠色可再生原料制成的氣凝膠。該產(chǎn)品可用作于二氧化碳捕捉，不僅低成本、更生態(tài)地吸附空氣中的二氧化碳，而且吸附能力、吸附效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于當(dāng)前其他產(chǎn)品，吸附量可達(dá) 6.45mmol/g。
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據(jù)介紹，陳新杰團(tuán)隊(duì)研發(fā)的氣凝膠以纖維素為原材料，具有低密度、微納米級(jí)孔隙結(jié)構(gòu)、高比表面積，也含有表面活性基團(tuán)，通過(guò)環(huán)氧基功能化聚乙烯亞胺，環(huán)氧氯丙烷交聯(lián)改性為含氨基的纖維素氣凝膠，可以使該吸附劑比表面積達(dá)到 149.5m2/g，在常溫常壓條件下可有效吸附 6.45mmol/g二氧化碳。將吸附劑脫附后可繼續(xù)使用，連續(xù)五次后仍可達(dá)到 6.28mmol/g 的二氧化碳吸附量。
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“我們產(chǎn)品中的氣凝膠中用了氨基進(jìn)行改性，然后氨基材料和二氧化碳反應(yīng)后，會(huì)將二氧化碳轉(zhuǎn)化為鹽，從而達(dá)到固碳的目的，后續(xù)可以根據(jù)需要，通過(guò)解吸的方式，從氣凝膠中提取出來(lái)利用。我們的產(chǎn)品只要放在那里就好，有點(diǎn)像棉花，然后里面的材料會(huì)吸收空氣中的二氧化碳，吸收好二氧化碳的會(huì)儲(chǔ)存在氣凝膠中。因?yàn)槎趸紝儆诜肿?，分子一直在運(yùn)動(dòng)的，我們的樣品放在那里，只要空氣中一直存在二氧化碳，那它就能吸收。”陳新杰解釋說(shuō)。
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陳新杰團(tuán)隊(duì)表示，他們研發(fā)的新型二氧化碳吸附材料使用綠色可再生原料的纖維素為基質(zhì)，在源頭上大大降低了生產(chǎn)成本，同時(shí)也為后續(xù)開(kāi)發(fā)更低成本高吸附的二氧化碳吸附材料奠定基礎(chǔ)。與常規(guī)的聚乙烯亞胺固定吸附劑相比，他們研發(fā)的產(chǎn)品吸附量是其的3.75倍，成本是其的0.26倍；與介孔二氧化硅吸附劑相比，他們研發(fā)的產(chǎn)品吸附量是它的1.5倍，成本卻只有它的0.001倍。
來(lái)源：中國(guó)科學(xué)報(bào)
原文始發(fā)于微信公眾號(hào)（艾邦氣凝膠論壇）：浙農(nóng)林大學(xué)生研發(fā)“吸碳”性能超強(qiáng)的新型吸附材料