山西大学Nature Commun.:液态大理石衍生的固液混合超颗粒用于CO2捕获
Yolerz Yolerz 2019-04-24

CO2捕集材料的有效设计是一项持续的挑战。山西大学Hengquan Yang课题组报道了一个概念设计,通过利用固液混合超级粒子(SLHSP)来克服与液体和固体CO2捕获材料相关的当前限制。

 

为了合并液体和固体材料各自的优点,研究者详细介绍了SLHSP吸附剂概念的设计,该吸附剂由疏水多孔壳和四乙烯五胺(TEPA)-介孔SiO2复合芯制成,其中液体和固体在微观层面上为分层组织。具体制备原理涉及疏水SiO2纳米粒子在液态大理石表面上的组装,以及亲水SiO2纳米粒子和TEPA在液态大理石内部的共组装。胺和SiO2之间强烈的界面吸附力和强相互作用被认为是高稳健性的关键因素。

 

这种结构的独特特征是多方面的:1)高粘度的TEPA被划分为微小的液滴,实现了高的表面积与体积比;2)由于液体内部存在“孔隙”,TEPA的范围可及性进一步增强;3)通过固液相互作用显著增强力学强度;4)由于存在疏水壳,胺损失和设备腐蚀被显著抑制。

 

该方法能够可靠地控制SLHSP的内部结构、尺寸和力学强度。获得的SLHSP在工业上表现出优异的CO2吸附能力、高吸附速率、长期稳定性和突出的低胺损失能力。出色的性能归功于独特的结构,其在微尺度上分层组织液体和固体。该工作在实验和理论上研究了支持SLHSP形成的基本原理以及对其吸附行为的见解。

 

Xia Rong, Rammile Ettelaie, Sergey V. Lishchuk, Huaigang Cheng, Ning Zhao, Fukui Xiao, Fangqin Cheng, Hengquan Yang, Liquid marble-derived solid-liquid hybrid superparticles for CO2 capture. Nature Communications, 2019.

DOI: 10.1038/s41467-019-09805-7

https://www.nature.com/articles/s41467-019-09805-7

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