城市环境研究所郑煜铭研究员团队在低浓度氨气选择性吸附材料研究取得进展

  • 图/文 郑煜铭研究员团队 (中国科学院城市环境研究所)
  • 创建于 2022-05-23
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  氨气是室内空气环境中一种常见污染物,具有危害性大和人体嗅觉阈值低等特点。近年,低浓度氨气的高效去除技术与功能材料研究备受关注。吸附法因操作简单、成本低等优点,被认为是目前去除低浓度氨气的有效方法之一。然而,已有吸附剂对空气中低浓度氨气的净化效果并不理想,存在吸附选择性低、吸附容量小、易受水汽影响和易脱附产生二次污染等缺点。 

  鉴于以上背景,城市环境研究所郑煜铭研究团队以纳米多孔结构的二氧化硅气凝胶为载体,在气凝胶骨架表面设计对氨气具有特异性化学吸附的Bronsted磺酸基官能团,优化磺酸基官能团在气凝胶纳米骨架上的分散性和暴露效应,实现对低浓度氨气的高选择性吸附与高容量捕获;并通过吸附动力学、热力学及吸附机理系统探究磺酸基改性二氧化硅气凝胶对氨气的吸附过程,进一步揭示了磺酸基改性二氧化硅气凝胶的物化特性与氨气吸附性能间的构-效关系;该磺酸基改性二氧化硅气凝胶在不同湿度条件下均能表现良好的吸附特性,用于空气净化器中可实现模拟空气环境下2 ppm氨气的高效净化。该研究不仅开发了一种高效去除低浓度氨气的吸附剂,也为其它高效气体吸附剂设计制备提供了新思路。 

  研究成果以Selective adsorption of trace gaseous ammonia from air by a sulfonic acid-modified silica xerogel: preparation, characterization and performance为题,发表在化工领域权威期刊Chemical Engineering Journal,厦门大学联陪硕士生胡婷婷为第一作者,郑煜铭研究员和邵再东助理研究员为共通讯作者。 该工作得到中科院战略性先导专项培育项目(XDPB1902)和厦门市重大科技项目(No.3502Z20191021)等项目的资助。 

  论文链接

磺酸基二氧化硅气凝胶去除空气中NH3的示意图

责任编辑:刘虹洁