TiaSang
Thứ 6, Ngày 5 tháng 6 năm 2020
Đổi mới sáng tạo

Chuyển lưu huỳnh điôxít từ nguy hại sang hữu dụng

03/11/2019 14:10 -

Các nhà khoa học đã tạo ra những cái “lồng” phân tử bên trong một polymer để bẫy ô nhiễm lưu huỳnh điôxít (sulphur dioxide) nguy hại để chuyển nó thành những hợp chất hữu dụng và giảm thiểu ô nhiễm.

Một loại vật liệu độc đáo được một nhóm nghiên cứu quốc tế phát triển đã chứng minh rằng có thể giúp giảm thiểu phát thải lưu huỳnh điôxít (SO2) trong môi trường bằng việc “bắt” có chọn lọc các phân tử này trong các lồng kỹ thuật một cách kỹ lưỡng. Thứ khí độc được bắt giữ này sau đó có thể được lấy ra một cách an toàn để chuyển thành vật liệu cho quá trình chế tạo và chế biến công nghiệp.

Khoảng 87% phát thải lưu huỳnh điôxít bắt nguồn từ những hoạt động của con người, điển hình là các nhà máy điện, các hoạt động sản xuất công nghiệp khác, vận chuyển, tàu thuyền, các thiết bị lớn và có thể ảnh hưởng đến sức khỏe và môi trường. Do đó nhóm nghiên cứu quốc tế này đã phát triển các phân tử chứa đồng bền vững, rỗng như những chiếc “lồng” mà người ta vẫn gọi là vật liệu khung hữu cơ kim loại (MOFs), vốn được thiết kế để phân tách khí lưu huỳnh điôxít từ những loại khí khác hiệu quả hơn các hệ hiện tại.

Giáo sư Martin Schröder, trường đại học Manchester, và tiến sĩ Sihai Yang, một giảng viên khoa Hóa học của trường, đã dẫn dắt một nhóm nghiên cứu quốc tế từ Anh và Mỹ thực hiện nghiên cứu này.

Các nhà nghiên cứu đã nghiên cứu MOFs để mô phỏng các khí và tìm thấy chúng phân tách một cách hiệu quả SO2 khỏi hỗn hợp khí tại các mức nhiệt độ cao, ngay cả trong nước.

Nghiên cứu “Reversible coordinative binding and separation of sulfur dioxide in a robust metal–organic framework with open copper sites” được xuất bản trên Nature Materials cho thấy tính hiệu quả cao hơn nhiều so với các hệ bắt SO2 hiện hành, do có thể đem lại nhiều chất rắn và chất thải dạng lỏng, có thể loại bỏ tới 95% khí độc, các nhà nghiên cứu cho biết.

Thực hiện các nghiên cứu cấu trúc, mô hình, động lực hiện đại tại các cơ sở nghiên cứu quốc tế như ISIS và Máy gia tốc Diamond Light Source, Anh để làm thực nghiệm tán xạ tia X và neutron, và Trung tâm Advanced Light Source tại Berkeley Mỹ để thực hiện các việc về nhiễu xạ đơn tinh thể, họ đã có thể làm được các đo đạc vô cùng chính xác SO2 bên trong MOFs tại mức độ phân tử.

Gemma Smith, tác giả thứ nhất của nghiên cứu, cho biết vật liệu mới chứng tỏ sự hấp thu SO2 ở mức cao hơn so với bất kỳ vật liệu rỗng nào. Công trình nghiên cứu này đem lại một vật liệu chưa từng biết đến trước đây vì nó đã chứng tỏ độ bền trước việc phơi nhiễm SO2, ngay cả có nước và hấp thu đầy đủ ngay tại nhiệt độ phòng.

“Vật liệu của chúng tôi đã chứng tỏ sự bền vững trước sự phá hủy của SO2 và có thể hiệu quả trong chia tách khỏi các dòng khí ẩm ướt. Quan trọng hơn, bước biến đổi này vô cùng hiệu quả về năng lượng so với những kết quả nghiên cứu khác; việc bắt SO2 có thể được phóng thích tại nhiệt độ phòng để chuyển đổi sang các sản phẩm hữu dụng, trong khi vật liệu khung hữu cơ kim loại có thể được tái sử dụng cho nhiều chu kỳ phân tách hơn”.

Thanh Phương dịch

Nguồnhttps://phys.org/news/2019-10-sulphur-dioxide.html

Tags: