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美國約75%的二氧化碳排放來自于化石燃料的燃燒，雖然到2050年實現(xiàn)零排放的競賽主要集中在用更清潔的電氣化解決方案取代化石燃料的使用，但碳捕獲肯定會發(fā)揮重要作用。

金屬有機框架(MOF)在這一領(lǐng)域顯示出巨大的發(fā)展前景。這些晶體結(jié)構(gòu)的復(fù)雜形狀提供了任何已知材料中最大的表面積，當(dāng)其他分子通過時二氧化碳分子會被困在這些結(jié)構(gòu)中。

加州大學(xué)伯克利分校的研究人員早在2015年就創(chuàng)造了第一個碳捕集MOF，此后又將其改進到更高的效率水平--但要使碳捕集技術(shù)得到廣泛部署，它需要超級簡單和極其便宜。“我們想考慮一種碳捕集材料，它的來源是非常便宜和容易得到的，”發(fā)表在《Science Advances》上的一篇新研究論文的通訊作者之一Jeffrey Reimer教授說道，“因此，我們決定從三聚氰胺開始?！?/p>

三聚氰胺粉末的價格約為每噸40美元。它是一種非常常見的材料，也是熱固性塑料、層壓板、白板和擦拭干凈的Formica廚房臺面等東西的關(guān)鍵成分。研究小組將其跟甲醛和三聚氰胺結(jié)合起來，并用3至7天的縮合聚合技術(shù)，然后進行超聲處理和清潔過程以創(chuàng)建穩(wěn)定的三聚氰胺納米多孔網(wǎng)絡(luò)。

據(jù)該團隊稱，這些網(wǎng)絡(luò)在大氣壓力水平下表現(xiàn)出每克1.82毫摩爾二氧化碳的高吸附能力。它們迅速地吸附了碳--在幾分鐘內(nèi)--并顯示出非凡的循環(huán)穩(wěn)定性和低再生能量。這種新材料在約40°C時捕獲二氧化碳并在80°C時將其釋放。

從本質(zhì)上講，研究人員認為，三聚氰胺納米多孔網(wǎng)絡(luò)的首次運行跟七年前為該工作設(shè)計的第一種MOF大致相同--有很大的改進潛力且成本更低。

目前仍存在的問題是，三聚氰胺的生產(chǎn)本身是一個排放二氧化碳的過程，但研究人員認為這種新材料可以在排放物捕獲方面有廣泛的應(yīng)用。這項研究的論文第一作者Haiyan Mao這項工作創(chuàng)造了一種通用的工業(yè)化方法以實現(xiàn)使用多孔網(wǎng)絡(luò)的可持續(xù)二氧化碳捕獲?！拔覀兿Ｍ覀兛梢栽O(shè)計一個未來用于捕獲汽車廢氣的附件，也可能是一個建筑的附件，甚至是家具表面的涂層?！?/p>

Reimer說道：“這種材料在實驗室規(guī)模上用于捕獲二氧化碳的所有實用方面都已得到滿足，而且它只是令人難以置信得便宜和容易制造?！?/p>