日本的研究人员发现了一种将主要温室气体二氧化碳 (CO 2 ) 转化为有用化学品的节能方法。使用该方法，CO 2被转化为称为金属有机框架 (MOF) 的结构，这提出了一种处理温室气体以帮助应对全球变暖的新的更简单的途径。
该研究由京都大学综合细胞材料科学研究所 (iCeMS) 的科学家及其同事进行，结果发表在《美国化学学会杂志》上。
“利用化石燃料燃烧释放的 CO 2并将气体转化为有价值的化学品和材料是保护环境的一种很有前途的方法。但是因为 CO 2是一种非常惰性和稳定的分子，使用传统的转化过程很难让它发生反应，”领导这项研究的 iCeMS 化学家 Satoshi Horike 说。“我们的工作展示了一种更简单的方法，可以在更低的温度和压力下运行。这应该会使使用 CO 2 的反应更容易产生并且更受欢迎。”
日本团队将 MOF 作为目标，因为它们具有广泛的用途，包括用作生物传感器和催化剂。此外，由于 MOF 是多孔的并且可以容纳大量气体，因此它们显示出作为可持续氢燃料存储设备的前景。
为了进行反应，研究人员将 CO 2鼓泡在 25°C 的温度和 0.1 MPa 的压力下，通过含有称为哌嗪的有机分子的溶液，化学家称之为“一锅”程序。MOF 以白色微晶粉末的形式迅速出现，可以收集和干燥。使用 X 射线和核磁共振光谱对其结构进行分析，证实转化已按计划进行。
MOF 具有高表面积，即使它们是由超过 30% 的 CO 2制成的，这些特性使其适合作为许多应用的功能材料。
研究人员现在计划看看他们如何利用反应直接从工业烟气中转化 CO 2，例如煤和燃气发电站释放的那些烟气。
“直接利用 CO 2具有挑战性，但它可能会节省捕获和分离气体所需的大量能源，”Horike 说。“必须减少和规范化石燃料燃烧产生的 CO 2排放，以保护环境。我们这里的方法是帮助解决一些重要环境问题的潜在线索。”
