源自粘土矿物的分级二维多孔纳米片用于增强二氧化碳捕获

《Nanomaterials》：Hierarchically 2D Porous Nanosheets Derived from Clay Minerals for Enhanced Carbon Dioxide Capture

　　

摘要

二氧化碳（CO₂）捕集与封存技术是缓解温室效应的关键方法。利用丰富的天然矿物开发高性能吸附剂是实现经济高效 CO₂ 捕集的一种有前景的方法。在本工作中，我们报道了一种简单且可扩展的策略，以天然层状粘土矿物蛭石为原料，通过液相剥离和酸蚀制备二维（2D）多孔纳米片。基于粘土的二维多孔纳米片表现出高比表面积、分级多孔结构以及机械和化学稳定性。在存在二维多孔纳米片的情况下，CO₂ 捕集和吸附能力显著增强。对多孔纳米片的气体吸附性能进行了宽温度范围（25–75 °C）的研究，实现了 38.22 mmol/g 的气体吸附容量（在 75 °C 和 35 bar 下）。此外，揭示了多孔纳米片的孔隙结构与其气体吸附性能之间的内在关系。在 75 °C 下进行的五次吸附 - 脱附循环中，最大吸附容量保持在约 36.40 mmol/g。本工作为开发用于 CO₂ 捕集的粘土衍生吸附剂提供了有前景的方法，也可能为理解 CO₂ 地质封存提供有用的启示。