尋找從大氣中分離和去除溫室氣體的有效技術(shù)是減緩氣候變化的關(guān)鍵。在2021 年 8 月 9 日在線發(fā)表于《化學(xué)工程雜志》(將于 2022 年 1 月 1 日在該雜志第 427 卷上發(fā)表)的最新研究中，包括韓國國立海洋大學(xué)的 Sol Geo Lim 博士在內(nèi)的一組科學(xué)家，研究了一類稱為有機(jī)氫醌 (HQ) 包合物的化合物捕獲兩種關(guān)鍵溫室氣體二氧化碳 (CO2) 和一氧化二氮 (N2O)的潛力。“在我們之前的工作中，我們證明了這些包合物回收 CO2和 N2的有效性單獨(dú)的哦。但同時(shí)捕獲它們可能對(duì)環(huán)境更加有效，”林博士說。
有機(jī)包合物，例如 HQ 包合物，是具有網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，使其能夠捕獲其他分子(通常是氣體)。網(wǎng)格結(jié)構(gòu)被稱為“主機(jī)”，氣體被稱為“客機(jī)”。但是 HQ 包合物根據(jù)它們相互作用的氣體混合物的組成選擇性地偏愛不同的客人。這使得了解 HQ 包合物中不同的客人行為變得很重要。
在他們的工作中，研究小組將 HQ 包合物暴露于具有不同 CO2和 N2O組成的氣體混合物中。然后他們進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)以研究包合物中的相互作用。他們發(fā)現(xiàn)，與其他氣體混合物的實(shí)驗(yàn)不同，β-HQ中 CO2和 N2O的最終組成與初始?xì)怏w混合物的相同，即 HQ 不喜歡任何一種氣體。當(dāng)兩種組分在兩個(gè)不同的相(此處為固體和蒸氣)中以相同的組成存在時(shí)，該混合物稱為共沸物。這是共沸 HQ 包合物的首次報(bào)道。
研究小組進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，CO2、N2O 和CO2–N2O 都具有非常相似的包合物形成動(dòng)力學(xué)。“共沸物的形成可歸因于 HQ 包合物中 CO2和 N2O 客體的驚人相似性。這種關(guān)于宿主-宿主和訪客-包合物中的客人互動(dòng)的寶貴知識(shí)將幫助我們開發(fā)新的氣體捕獲技術(shù)，”林博士說。
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