可捕获CO2的交联聚合物

可捕获CO2的交联聚合物

一种廉价材料——由苯交联而成的聚合物就像海绵，吸收CO2时体积膨胀。与其他的碳捕获材料不同，它能在潮湿或酸性条件下保留大部分吸收能力。研究人员认为可以将它应用于电厂，对煤或其他燃料进行燃烧前脱碳。

一些固体碳捕获材料为结晶性多孔物质，如沸石或金属有机骨架（MOFs），这些刚性晶格有很多细孔来容纳CO2，同时它们也吸收水，而电厂中大部分气流都含有一定量的水分，这就意味着这些物质能够吸收的CO2量低于理论吸收量。英国利物浦大学的AndrewI. Cooper团队希望找到一种物质，以CO2或CO2与水蒸气的混合物为目标。他们利用Friedel-Crafts烷基取代反应对苯与甲醛缩二甲醇进行交联形成新的聚合物，该物质外观为棕色、坚硬、多孔的塑料块。

在干燥条件下，该材料对CO2的吸收能力为15.32mmol/g，显著高于研究人员所测试的其他固体碳捕获材料。活性炭、极性沸石以及2种MOFs的CO2吸收能力在6.91～9.30mmol/g之间。在潮湿条件下，交联的苯海绵保持了86%的CO2吸收能力，为13.17mmol/g；与此同时，沸石与其中一种MOFs表现不佳，CO2吸收能力只能分别保持在原来的6%和28%。Cooper评论道：“大部分材料爱吸水，从而留给CO2的空间减少。”

在酸性条件下，如在发电厂气流中，该新材料性能也相当稳定。将该聚合物在硫酸溶液中煮了1 h，发现其孔隙率和CO2容量没有变化，在同等条件下，MOFs将溶解消失。该材料的缺点是它的容量只有在高压下才优于其他碳捕获材料，但大多数电厂在较低压力下排放CO2。因而，该特定聚合物只能应用于捕获高压气流中的CO2，如应用于利用整体煤气化联合循环发电技术的电厂。这些电厂将煤和其他碳基燃料转化为CO2与H2的混合物，然后燃烧H2发电。预燃气流有足够高的压力可使该交联聚合物膨胀。

（本栏目编辑：李丽平）