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新材料可在常温常压下高效清除二氧化氮

作者:  2018年06月14日   来源:新华网    

  中化新网讯 美国能源部橡树岭国家实验室最近发布新闻公报说,该实验室研究人员与国际同行合作开发出一种金属-有机框架材料,能在常温常压下的潮湿环境中高效清除气体混合物里的二氧化氮,而且反复再生多次后仍保持良好性能。

  金属-有机框架材料是金属离子和有机物交织形成的混合材料,结构类似网架,像晶体一样有规则,含有大量纳米级别的微孔。

  这种新材料名为MFM-300(Al),由英国曼彻斯特大学研究人员领导开发,在气体混合物中含有二氧化硫、二氧化碳和水蒸气的情况下,有针对性地高效吸附其中微量的二氧化氮。操作者随后还能用相对简易的方法去除材料里的二氧化氮,完全恢复吸附能力。相关论文已发表在英国《自然·材料学》杂志上。

  二氧化氮是危害人体健康的一种主要空气污染物,但相对于一般吸附材料来说,它在空气中的浓度太低,捕捉效率不高,并且会受到水分子的干扰。此前出现的一些多孔材料能吸附二氧化氮,但再生困难且成本高,性能还会随着再生次数增加而迅速衰退。

  新材料克服了上述多个难题,可显著降低净化成本。橡树岭国家实验室通过中子散射技术详细研究了该材料的作用机制,观察它将二氧化氮分子束缚在纳米微孔里的情形,加深了对多孔材料基本性能的理解,有助于设计针对其他分子的净化技术,例如主要的温室气体——二氧化碳,从而遏制空气污染和全球变暖。

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