層間陽イオンによって促進されたスメクタイト粘土における二酸化炭素の挿入と保持

CO2キャプチャに適した材料は、いくつかの特定の特性を持つ必要があります。（i）良好な吸着能力を備えた大きな有効な表面積、（ii）CO2の選択性、（iii）最小エネルギー入力を伴う再生能力。、および（iv）低コストと高い環境への親しみやすさ。スメクタイトクレイは、この文脈で良い候補者である可能性のあるナノポーラス材料の層状になっています。ここでは、ガス状のCO2が周囲に近い条件でスメクタイト粘土（合成フルオロヘクター）の層間ナノ空間に挿入することを示す実験を報告します。挿入速度、およびCO2の保持能力は、層間陽イオンのタイプに強く依存していることがわかった。興味深いことに、Smectite Li-Fluorohectoriteは、周囲圧力で35°Cの温度までCO2を保持できること、およびこの温度を上回る加熱によって捕獲されたCO2を放出できることを観察します。私たちの推定によると、スメクタイト粘土は、ここで分析された標準的な陽イオンがあっても、この文脈で研究された他の材料に匹敵する量のCO2をキャプチャできることを示しています。

A good material for CO2 capture should possess some specific properties: (i) a large effective surface area with good adsorption capacity, (ii) selectivity for CO2, (iii) regeneration capacity with minimum energy input, allowing reutilization of the material for CO2 adsorption, and (iv) low cost and high environmental friendliness. Smectite clays are layered nanoporous materials that may be good candidates in this context. Here we report experiments which show that gaseous CO2 intercalates into the interlayer nano-space of smectite clay (synthetic fluorohectorite) at conditions close to ambient. The rate of intercalation, as well as the retention ability of CO2 was found to be strongly dependent on the type of the interlayer cation, which in the present case is Li(+), Na(+) or Ni(2+). Interestingly, we observe that the smectite Li-fluorohectorite is able to retain CO2 up to a temperature of 35°C at ambient pressure, and that the captured CO2 can be released by heating above this temperature. Our estimates indicate that smectite clays, even with the standard cations analyzed here, can capture an amount of CO2 comparable to other materials studied in this context.