我国攻克二氧化碳分离新技术,未来有望建成人类首个工业森林城市

核心提示工业污染自工业革命以来,由于人类的工业生产活动排放了大量的二氧化碳等污染气体到大气环境中,使得大气中二氧化碳的浓度快速升高,结果造成大气温室效应日益增强。据统计,人类进入工业化以前全球每年平均大气中二氧化碳浓度为278ppm,而2012年是

工业污染

自工业革命以来,人类的工业生产活动向大气中排放了大量的二氧化碳等污染气体,使得大气中二氧化碳的浓度迅速上升,导致温室效应日益严重。据统计,在人类进入工业化之前,全球大气二氧化碳年平均浓度为278ppm,而2012年全球大气二氧化碳年平均浓度为393.1ppm,到2014年4月,北半球大气二氧化碳月平均浓度竟然超过了400ppm。二氧化碳导致的温室效应日益增加,全球气候逐渐变暖,导致一系列科学的、不可预测的全球气候问题,不仅造成北极冰雪融化、海平面上升,还会引发大量自然灾害,给人类造成大量损失。因此,世界各国都开始了环境污染治理。工业二氧化碳

二氧化碳虽然是工业生产排放的主要污染气体,但也有非常广泛的工业用途。可以向饮料中注入二氧化碳来改善口感,比如汽水和啤酒。固态二氧化碳在室温下会汽化,吸收大量热量,因此可用于食物快速冷冻和人工降雨。二氧化碳的重量比空比气体重,不支持燃烧。它可用于灭火或作为焊接等的保护气体。而二氧化碳的工业用途要求纯度很高,工业尾气中二氧化碳的浓度达不到这个要求,必须从尾气中分离出来,经过处理后才能应用。分离捕集空气体中的二氧化碳,不仅可以治理环境污染气体,还可以变废为宝,为工业提供资源。二氧化碳捕获模型

二氧化碳的分离和捕集对于缓解工业生产中温室气体的排放具有重要意义。目前,在气体分离中大放异彩的“MOFs”多孔材料效果并不理想。因为工业生产,尤其是电力行业,往往含有大量的水蒸气。然而,“MOFs”材料的结构在潮湿条件下容易被破坏。我国科学家经过潜心研究,在大学实验室成功构建了具有有序微孔结构的金属诱导有序微孔聚合物(MMPs),可用于二氧化碳和氮气的高效分离。该结构以铜或锌金属离子、有机耦合分子和短链聚合物为结构单元。“MMPs”可以涂覆在商用基膜上,既具有“MOFs”孔结构的特点,又克服了其在应用上的缺点,具有更好的成膜性和更好的稳定性。采用这种结构,亲和力好的二氧化碳可以通过,亲和力差的氮气可以被阻隔,从而实现二氧化碳气体的分离。未来绿色城市

由于中国二氧化碳捕获技术的巨大进步,未来可以建立更多的二氧化碳收集站。高大的二氧化碳收集站相当于一片树林的二氧化碳吸收效果,这样我们就可以和树木合作建设一个具有森林意义的工业城市。

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