上篇回顧

拉曼光譜技術(shù)助力碳減排的實(shí)現(xiàn)(上)

在上一期案例中我們向大家介紹了碳基納米多孔結(jié)構(gòu)由于其相對較高的熱穩(wěn)定性宰掉、耐化學(xué)性和低成本批量生產(chǎn)潛力拄抄，特別適合作為固體胺二氧化碳捕集系統(tǒng)阐祭。通過設(shè)計高孔隙率疲席，可輕松實(shí)現(xiàn)大量胺浸漬沦望，從而高效吸收二氧化碳。

經(jīng)濟(jì)高效的碳捕集解決方案

還有一種廣受關(guān)注的節(jié)能型碳捕集解決方案是選用了膜過濾器舍仙。如何通過納米多孔單層石墨烯進(jìn)行氣體篩分以實(shí)現(xiàn)分子分離蒜薇，人們針對這項(xiàng)難題已經(jīng)研究了十多年。近期云钻，洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院 (Ecole Polytechnique Federale de Lausanne, EPFL) 的Kumar Varoon Agrawal教授和他的化學(xué)工程師團(tuán)隊(duì)研發(fā)了一種用于碳捕集的高選擇性石墨烯濾膜脯堂。這種石墨烯濾膜的碳捕集效率遠(yuǎn)超市場上現(xiàn)有的碳捕集技術(shù)，將每噸二氧化碳的捕集成本降至30美元聋寻。

Agrawal教授的團(tuán)隊(duì)設(shè)計的高度可控的合成方法可以在石墨烯單層上實(shí)現(xiàn)高孔隙率和窄孔徑分布 (PSD)颤与。這意味著可以在大小類似的分子之間實(shí)現(xiàn)亞埃級分辨率的分子分離能力：CO₂/N₂；CO₂/CH₄坠狡；O₂/N₂继找。這樣制成的石墨烯膜表現(xiàn)出優(yōu)異的篩分性能，具有較高的CO₂和O₂滲透性逃沿。由此可證婴渡，石墨烯膜是一種可量產(chǎn)且節(jié)能的碳捕集材料。

他們使用拉曼光譜儀對納米多孔單層石墨烯 (N-SLG) 薄膜進(jìn)行了表征凯亮，該薄膜是在反應(yīng)器中使用O₃處理合成的边臼。雷尼紹inVia共焦顯微拉曼光譜儀具有高靈敏度和快速成像功能哄尔，因此能夠?qū){米多孔單層石墨烯薄膜進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征。拉曼分析結(jié)果顯示I_D/I_D'比值低于3柠并，這表明大部分缺陷是石墨的邊緣缺陷（如圖）岭接。他們還通過快速拉曼成像測量了I_D/I_G比值，結(jié)果表明多孔缺陷是在大面積上均勻產(chǎn)生的臼予。

圖中：通過毫秒級O₃氣化鸣戴，在納米多孔單層石墨烯中精確引入高密度的空位缺陷。(A) 反應(yīng)器設(shè)置示意圖粘拾。(B) 反應(yīng)器中的O₃脈沖曲線圖窄锅。(C) 拉曼光譜分析結(jié)果，顯示了隨著O₃劑量的增加N-SLG發(fā)生的變化虽苫。

新材料助力工業(yè)制程脫碳

工業(yè)制程和化石燃料發(fā)電等行業(yè)的脫碳進(jìn)程刻不容緩某蛆，各種新型功能材料的研發(fā)應(yīng)運(yùn)而興。拉曼光譜儀可以幫助研究人員優(yōu)化納米結(jié)構(gòu)材料的化學(xué)性質(zhì)和結(jié)構(gòu)沾陡。目前針對碳捕集應(yīng)用正在大力研發(fā)各種前景廣闊的技術(shù)，拉曼光譜分析在解決這項(xiàng)難題方面已經(jīng)取得了可觀成績承叫，這讓我們備受鼓舞蔫沐。

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（雷尼紹Renishaw）

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