Таким образом, исследователи во всем мире находятся на поисках материалов, способных к завоеванию и хранению парниковых газов. Эта общая цель принудила исследователей в Technische Universitat Дармштадт в Германии и индийском Технологическом институте Канпур объединяться, чтобы исследовать выполнимость вертикально выровненных углеродных нанотрубок (VACNTs), чтобы заманить в ловушку и сохранить два парниковых газа в особенности: углекислый газ (CO2) и двуокись серы (SO2).
Как команда сообщает в Журнале Химической Физики от AIP Publishing, они обнаружили, что газовая адсорбция в VACNTs может быть под влиянием наладки морфологических параметров углеродной толщины нанотрубки, расстояния между нанотрубками и их высоты.«Эти параметры фундаментальны для ‘настройки’ иерархической структуры поры VACNTs», объяснили Мэхшид Рэхими и Дипу Бэбу, ведущие авторы газеты и докторанты в теоретической физической химии и неорганической химии в Technische Universitat Дармштадт. «Этот эффект иерархии – решающий фактор для получения мощностей высокой адсорбции, а также массового транспорта в наноструктуру.
Удивительно, из теории и экспериментом, мы нашли, что расстояние между нанотрубками играет намного большую роль в газовой адсорбции, чем диаметр трубы делает».Типичные углеродные материалы, используемые в газовых приложениях адсорбции/десорбции, показывают огромные эффекты гистерезиса – в котором ценность физического свойства отстает от изменений в эффекте, вызывающем его – должный размышлять структура размера и распределение, таким образом, команды первоначально намереваются «получать более глубокое экспериментальное и теоретическое понимание основных принципов адсорбции и селективности в углеродных материалах, а также их прикладного потенциала», добавили они.
Команда выбрала VACNTs в качестве материала, чтобы исследовать, потому что они созданы через химический процесс смещения пара, который позволяет достигнуть плотного роста и регулярной трудной упаковки углеродных нанотрубок. VACNTs – «идеальные образцовые структуры, на которых могут быть исследованы теория и эксперимент», сказали Рэхими и Господин.
Почему важны плотный рост и трудная упаковка углеродных нанотрубок? «Это позволяет нашей команде вводить четко определенные адсорбционные места, которые могут быть исследованы теоретически и создают идеальный симбиоз между экспериментом и теорией», сказал Рэхими. «Для теории мы полагаемся на молекулярный метод моделирования, чтобы моделировать адсорбционный процесс, таким образом, это максимально подобно эксперименту. Это позволяет нам предсказать то, что произойдет намного более дешевым способом, а также исследовать то, что происходит в экспериментально изученной системе более глубоко».Новые результаты команды показывают, что газовая адсорбция, обеспеченная VACNTs, превосходит типичные адсорбционные материалы, такие как пористый углерод, цеолиты и металлические органические структуры в середине давления (30 баров) режим. «Этот адсорбционный диапазон важен для технологически соответствующих процессов как газовое хранение в автомобильных целях», отметил Рэхими.До их будущих планов команда продолжит изучать газовую адсорбцию и селективность при электрических зарядных условиях в структурах VACNT. «Вне этого мы введем определенные атомы, чтобы достигнуть элементного допинга, которым управляют, углеродных нанотрубок», добавила она. «Это позволит нам далее настраивать газовую селективность.
Другой областью, которую мы также исследуем, являются ‘углеродные открытия нанотрубки, которыми управляют’, в таком VACNTs, чтобы увеличить газовую адсорбцию».