Говорят, что новый материал прост в изготовлении, для него требуется в первую очередь готовый порошок меламина, который в настоящее время стоит около 40 долларов за тонну, а также формальдегид и циануровая кислота. Процесс синтеза меламинового материала описан в Science Advances .
«Мы хотели поработать с материалом для улавливания углерода, материалом из действительно дешевых и легкодоступных источников. Итак, мы решили начать с меламина», — сказал Джеффри Реймер, профессор Высшей школы кафедры химической и биомолекулярной инженерии Калифорнийского университета в Беркли и один из соавторов статьи.
Так называемая пористая сеть меламина улавливает углекислый газ с эффективностью, сравнимой с ранними результатами для другого относительно нового материала для улавливания углерода, металлоорганических каркасов (MOF).
Химики Калифорнийского университета в Беркли создали первый такой MOF с улавливанием углерода в 2015 году, и последующие версии оказались более эффективными при удалении углекислого газа из дымовых газов, например, из угольных электростанций.
Хайян Мао, постдокторант Калифорнийского университета в Беркли и первый автор статьи, сказал, что в материалах на основе меламина используются гораздо более дешевые ингредиенты, их легче производить и они более энергоэффективны, чем большинство MOF.
«В этом исследовании мы сосредоточились на разработке более дешевого материала для улавливания и хранения, а также на выяснении механизма взаимодействия между CO2 и материалом», — сказал Мао в своем заявлении. «Эта работа создает общий метод индустриализации для устойчивого улавливания CO2 с использованием пористых сетей. Мы надеемся, что в будущем сможем разработать приспособление для улавливания выхлопных газов автомобилей, или, может быть, приспособление для зданий или даже покрытие на поверхности мебели».
По данным Калифорнийского университета в Беркли, наилучшая на сегодняшний день технология улавливания углерода включает прохождение дымовых газов через жидкие амины, которые связывают CO2. Но для этого требуется большое количество энергии, чтобы высвободить углекислый газ после того, как он связан с аминами, чтобы его можно было сконцентрировать и хранить под землей. Смесь аминов должна быть нагрета до температуры от 120 до 150°C для регенерации CO2. Напротив, пористая сеть из меламина с модификацией ДЭТА и циануровой кислотой улавливает CO2 примерно при 40°C и выделяет его при 80°C.
Обработка порошка меламина формальдегидом, которую исследователи проводили в килограммовых количествах, создает наноразмерные поры в меламине, которые, по мнению исследователей, будут поглощать CO2.
Ттесты подтвердили, что меламин, обработанный формальдегидом, в некоторой степени поглощает CO2, но адсорбцию можно значительно улучшить, если добавить другой аминсодержащий химикат, DETA (диэтилентриамин), для связывания CO2. Впоследствии ученые обнаружили, что добавление циануровой кислоты во время реакции полимеризации резко увеличило размер пор и радикально повысило эффективность улавливания CO2: почти весь углекислый газ в моделируемой смеси дымовых газов поглощался примерно за три минуты.
Добавление циануровой кислоты также позволило многократно использовать материал.
Будьте в курсе в удобном формате, присоединяйтесь: TG-канал и ВК
Бесплатная служба распространения новостей для научных организаций и стартапов
hello@technovery.com