新材料可在常溫常壓下高效清除二氧化氮

美國(guó)能源部橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室最近發(fā)布新聞公報(bào)說(shuō)，該實(shí)驗(yàn)室研究人員與國(guó)際同行合作開(kāi)發(fā)出一種金屬-有機(jī)框架材料，能在常溫常壓下的潮濕環(huán)境中高效清除氣體混合物里的二氧化氮，而且反復(fù)再生多次后仍保持良好性能。

金屬-有機(jī)框架材料是金屬離子和有機(jī)物交織形成的混合材料，結(jié)構(gòu)類(lèi)似網(wǎng)架，像晶體一樣有規(guī)則，含有大量納米級(jí)別的微孔。

這種新材料名為MFM-300(Al)，由英國(guó)曼徹斯特大學(xué)研究人員領(lǐng)導(dǎo)開(kāi)發(fā)，在氣體混合物中含有二氧化硫、二氧化碳和水蒸氣的情況下，有針對(duì)性地高效吸附其中微量的二氧化氮。操作者隨后還能用相對(duì)簡(jiǎn)易的方法去除材料里的二氧化氮，完全恢復(fù)吸附能力。相關(guān)論文已發(fā)表在英國(guó)《自然·材料學(xué)》雜志上。

二氧化氮是危害人體健康的一種主要空氣污染物，但相對(duì)于一般吸附材料來(lái)說(shuō)，它在空氣中的濃度太低，捕捉效率不高，并且會(huì)受到水分子的干擾。此前出現(xiàn)的一些多孔材料能吸附二氧化氮，但再生困難且成本高，性能還會(huì)隨著再生次數(shù)增加而迅速衰退。

新材料克服了上述多個(gè)難題，可顯著降低凈化成本。橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室通過(guò)中子散射技術(shù)詳細(xì)研究了該材料的作用機(jī)制，觀察它將二氧化氮分子束縛在納米微孔里的情形，加深了對(duì)多孔材料基本性能的理解，有助于設(shè)計(jì)針對(duì)其他分子的凈化技術(shù)，例如主要的溫室氣體——二氧化碳，從而遏制空氣污染和全球變暖。