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2022-03-30
顆粒在線訊：隨著全球變暖問題日益嚴(yán)重，從各種排放源（如發(fā)電廠）甚至直接從空氣中捕獲碳已變得緊迫和關(guān)鍵。材料研究的最新進(jìn)展使得設(shè)計(jì)各種有效的方法來捕獲二氧化碳，并且相對(duì)于其它氣體具有高選擇性成為了可能。近日，揚(yáng)州大學(xué)Zonglin Gu，美國IBM托馬斯沃森研究中心Binquan Luan等研究發(fā)現(xiàn)嵌入石墨烯中的冠狀納米孔（類似于冠醚）可以有效地讓二氧化碳通過并阻擋其它煙氣成分（如N2和O2）。
本文要點(diǎn)：
1）作者進(jìn)行了廣泛的基于密度泛函理論的計(jì)算（冠狀納米孔對(duì)煙道氣體的吸附能等）以及經(jīng)典和從頭算分子動(dòng)力學(xué)模擬（壓力差驅(qū)動(dòng)通過冠狀納米孔的煙道氣，含有H2O的濕煙道氣等），以揭示氣體通過冠納米孔傳輸?shù)哪芰繉W(xué)和動(dòng)力學(xué)。
2）研究結(jié)果表明，石墨烯中設(shè)計(jì)的冠狀納米孔不僅具有出色的CO2分離/捕獲選擇性，而且還具有快速的傳輸（流動(dòng)）速率，是發(fā)電廠煙氣處理的理想選擇。
3）基于先進(jìn)的多孔石墨烯膜制造技術(shù)，該工作還為未來的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證提供了指導(dǎo)。作者認(rèn)為，除了煙道氣應(yīng)用之外，具有冠狀納米孔的石墨烯膜也可以在許多其他二氧化碳排放行業(yè)（如鋼鐵和水泥生產(chǎn)）的二氧化碳捕獲中發(fā)揮重要作用。
文章鏈接：
Binquan Luan, et al. Crown Nanopores in Graphene for CO2 Capture and Filtration. ACS Nano, 2022
DOI: 10.1021/acsnano.2c00213
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.2c00213
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