坎普尔（Kanpur）和印度理工学院的TechnischeUniversitätdarmstadt的科学家团队正在探索使用垂直一致的碳纳米管（VACNT）来捕获和存储特定的温室气体的方法。
双壁碳纳米管阵列中二氧化碳吸附的快照（内管直径为2R = 3纳米，在T = 303 K和P = 1 bar时的各种管间距离）。学分：Rahimi/Babu
石油，煤炭和天然气等化石燃料的燃烧通过将所谓的“温室气体”排入地球大气中，从而有助于全球变暖。来自世界各地的研究人员正在开发可以捕获和存储这些气体的材料。亚博网站下载在这项工作中，研究小组致力于捕获两种温室气体 - 二氧化碳（CO）2）和二氧化硫（因此2）。
该团队已在《化学物理学杂志》（AIP Publishing）中发表了发现。根据已发表的报告，调节VACNT的形态学参数，例如其高度，厚度和纳米管之间的距离，会影响其气体吸附特征。
“这些参数对于'调整'vacnt的层次孔结构是基础，”explained Mahshid Rahimi and Deepu Babu. They are the lead authors of the report and doctoral students pursuing theoretical physical chemistry and inorganic chemistry at the Technische Universität Darmstadt。“这种层次结构效应是获得高吸附能力以及大规模运输到纳米结构的关键因素。令人惊讶的是，从理论和实验中，我们发现纳米管之间的距离在气体吸附中起着比管的作用要大得多。直径确实如此。”
通常，用于气体吸附/解吸应用的碳材料亚博网站下载表现出很大的磁滞作用，其中物理性质的值落在原因后面的变化后，由于孔径的尺寸分布和结构。因此，团队致力于在碳材料的吸附和选择性及其应用潜力的基础上获得深入的理论和实验见解。亚博网站下载
VACNTs were chosen for the study because they are produced using a chemical vapour deposition process. Carbon nanotubes produced by this process have a dense growth and are tightly packed. VACNTs are "可以探究理论和实验的理想模型结构，拉希米和巴布说。
为什么碳纳米管的密集生长和紧密的包装很重要？“它使我们的团队能够引入定义明确的吸附位点，这些站点可以在理论上探索，并在实验和理论之间创造理想的共生，”拉希米说。“就理论而言，我们依靠一种分子模拟方法来模拟吸附过程，因此它与实验尽可能相似。这使我们能够以更便宜的方式预测会发生什么，并探索实验研究系统中发生的事情更深入。”
团队的最新发现建立了与多孔碳，金属有机框架和沸石等一般吸附材料（例如30 bars）区域内的多孔碳，金属有机框架和沸石等一般吸附材料相比。亚博网站下载
“此吸附范围对于技术相关的过程（例如用于汽车目的的气体存储）很重要，”著名的拉希米。
该团队计划在电气充电条件下更深入地研究VACNT结构中的气体吸附和选择性。
“除此之外，我们将引入特定的原子以实现碳纳米管的受控元素掺杂，”她补充说。“这将使我们能够进一步调整气体选择性。我们还探索的另一个区域是在这种VACNT中'受控碳纳米管开口'，以增加气体吸附。”
来源：https://www.aip.org/