二氧化碳的排放不斷助長著全球變暖、海平面上升及增加海洋的酸度。美國科學(xué)家在近期出版的美國《科學(xué)》雜志上發(fā)表的一項(xiàng)最新研究稱，他們已開發(fā)出一種能夠隔離并捕獲二氧化碳分子的新型材料，對減少二氧化碳等溫室氣體排放技術(shù)有重要作用，也能使發(fā)電廠在無需使用有毒材料的情況下，提高二氧化碳的捕獲效率。

　　該材料是由加州大學(xué)洛杉磯分校奧馬爾·雅希率領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)研制的。雅希是研究使用復(fù)雜微觀結(jié)構(gòu)制作材料的知名化學(xué)家。新材料屬于“沸石咪唑酯骨架結(jié)構(gòu)材料”(ZIFs)，由金屬原子橋聯(lián)多個咪唑類環(huán)型有機(jī)分子組成。

　　這種材料具有多孔和化學(xué)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，使得其擁有更大的表面積來吸收二氧化碳，而且在高溫下加熱也不會分解，甚至在水或有機(jī)溶液中煮一個星期仍能保持穩(wěn)定。在1克重的該材料中包含的表面積最多可達(dá)2000平方米。ZIF材料的內(nèi)部可以存儲氣體分子，在化學(xué)結(jié)構(gòu)上，它有一個類似于旋轉(zhuǎn)門的薄蓋，能夠讓大小合適的分子進(jìn)入并將其存儲，而將較大或者形狀不同的分子阻擋在外。

　　研究人員在實(shí)驗(yàn)中共合成了25個ZIFs晶體結(jié)構(gòu)，并證實(shí)其中3個(ZIF-68、ZIF-69、ZIF-70)對捕獲二氧化碳具有高選擇性。雅希稱，ZIFs對二氧化碳的選擇性是其他一些材料不可比擬的。實(shí)驗(yàn)證明了新材料能吸收大量二氧化碳，但并不吸收其他氣體。研究表明，在0℃和常壓下，1升這樣的材料可儲存82.6升的二氧化碳。

　　從發(fā)電廠煙囪中捕捉二氧化碳的技術(shù)已經(jīng)存在已久，但要消耗大量的能源(約占到電廠總發(fā)電量的15%至20%)。這是因?yàn)楝F(xiàn)有材料，如胺，必須經(jīng)過加熱才能釋放出吸收的二氧化碳。美國國家能源技術(shù)實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目經(jīng)理托馬斯費(fèi)雷表示，煤電廠利用現(xiàn)有方法捕捉和壓縮二氧化碳，生產(chǎn)成本可增加80%至90%。

　　研究人員稱，二氧化碳的捕獲和封存，對減少溫室氣體的排放量將是必不可少的，特別是對像美國這樣嚴(yán)重依賴于煤發(fā)電的國家。這種新材料的研制成功，為減少來自發(fā)電廠的二氧化碳排放量提供了一個潛在的廉價方式。由于新材料可使用較少的能源，因此在降低成本方面，可媲美目前正在研制中的其他吸收二氧化碳的實(shí)驗(yàn)材料。(記者 馮衛(wèi)東)