二氧化碳主要來自化石燃料的燃燒，其能夠改變地球氣候，在如今碳中和背景下，全球各國都在采用多種先進技術來結束對化石燃料作為能源的依賴，但是綠色能源的潛力還需要挖掘。當前，多國研究人員證實，Zeolite能夠有效吸附空氣中的CO2，直到現(xiàn)在，研究人員還在開發(fā)能夠在DAC條件下有效吸附CO?的材料。?

?岡山大學教授黑田東彥進行了表面化學研究，并且岡山大學和日本同步輻射研究所(JASRI)的研究人員最近在“材料化學A雜志”上發(fā)表并由黑田教授指導的一項研究檢查了一種材料的吸附特性：沸石，主要由氧化硅和鋁組成的礦物質。沸石材料作為吸附劑，是捕獲電廠廢氣中二氧化碳并實現(xiàn)安全處置的新方法技術。

作為研究的一部分，黑田教授和他的團隊開發(fā)了一種沸石與堿土離子的離子交換技術，并在環(huán)境條件下實現(xiàn)了異常高的CO?2吸附。特別是，研究人員選擇了一種A型沸石（硅鋁比為1），因為它具有適合吸附CO?2的孔徑，而堿土離子交換產生了巨大的電場強度，據稱可以作為吸附的驅動力。

研究人員選擇雙電荷鈣離子(Ca?2+?)作為交換離子，因為它能夠實現(xiàn)最高的吸附量。事實上，觀察到的吸附體積是任何沸石系統(tǒng)曾經吸附過的最高CO?2量，超過了類似情況下其他材料的吸附量。研究人員通過執(zhí)行遠紅外(far-IR)測量分析了基本吸附機制，并在密度泛函理論(DFT)計算的幫助下對其進行了支持。

遠紅外光譜檢測了由Ca?2+沸石振動引起的振動模式，揭示了CO?2吸附后向更長波長的明顯轉變，這是研究人員在其他樣品中無法識別的特征，例如Na-離子交換A型沸石。此外，他們用一個與DFT計算表現(xiàn)出良好一致性的模型證實了他們的觀察。

此外，研究人員可以完全解吸吸附的CO?2并恢復原始樣品及其特殊的吸附特性。一旦研究人員在模擬環(huán)境空氣組成的模型氣體的幫助下分析了CO?2的分離，該樣品就表現(xiàn)出對其他氣體中CO?2的出色選擇性吸附。因此，結果表明沸石在環(huán)境條件下可作為CO?2的高效吸附劑，并且這項研究為潛在新應用打開大門，例如在航天飛機、潛艇和音樂廳等半封閉空間內凈化空氣，以及作為麻醉過程中的吸附材料。