(研究者：土耳其中东技术大学Burcu Akata等)
近期，土耳其中东技术大学的Burcu Akata团队利用太阳能煅烧埃络石和高岭石粘土，合成了用于CO₂捕获的绿色沸石，该研究发表在Journal of Cleaner Production上。研究表明，通过太阳能煅烧的高岭石和埃洛石可以有效制备出高质量的沸石4A和13X，并在环境条件下展现出较高的CO₂捕集能力。
随着化石燃料的快速消耗，大气中CO₂浓度显著增加，给生态环境和经济可持续发展带来了严重影响。沸石材料由于其独特的多孔结构，在CO₂捕集方面展现出巨大潜力。然而，传统的沸石生产过程高度依赖能耗较大的煅烧工艺，通常伴随大量CO₂排放。因此，采用清洁能源煅烧技术替代传统化石燃料的煅烧方法，将能以更环保的方式生产沸石。
研究团队使用太阳模拟器对高岭土和埃洛石进行煅烧，温度范围为700至1000℃，随后通过水热法制备沸石4A和13X。同时，采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）等表征手段进行分析。比表面积的测定采用Brunauer–Emmett–Teller（BET）方法，以评估其孔结构。此外，还在环境条件下（25°C和1 bar）对沸石样品的CO₂吸附性能进行了测试。
结果表明，经太阳能煅烧的埃络石和高岭土是合成沸石的有效前驱体，煅烧形成的Al-Si尖晶石在沸石13X结构中引入了次级中孔，与微孔相结合，形成了复合孔结构，进一步提升了材料的吸附性能。此外，煅烧温度对沸石的类型和CO₂吸附能力有重要影响。在700-850℃范围内煅烧时，主要生成沸石4A，表现出较强的CO₂吸附能力。其中，850℃煅烧的埃络石合成的4A沸石表现出最佳的CO₂吸附性能，吸附量达到2.15 mmol/g。
图. 不同沸石样品对CO2吸附特性的比较分析
该研究强调了利用太阳能煅烧埃络石和高岭石生产环保型沸石的潜力。这种方法不仅实现了绿色环保生产，还进一步提升了沸石的CO₂捕获能力，为可持续和生态友好型沸石的合成与应用做出了更广泛的贡献。
该研究论文以“Solar-driven calcination of clays for sustainable zeolite production: CO₂ capture performance at ambient conditions”为题，发表于Journal of Cleaner Production（Volume 477, October 2024, 143838, ISSN 0959-6526）
全文链接：
https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2024.143838
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