莱斯大学研究人员已经找到了一种方法，通过改造木材来捕获CO2通过一个可能的可扩展的，节能的方法。
不同改性阶段的木片，从自然(最右)到去木质素(右二)到干燥、漂白和去木质素(左二)，以及注入mof的功能木材(左一)。图片来源:莱斯大学Gustavo Raskosky。
结构材料，如水泥或钢，可能很昂贵，并导致二氧化碳排放;建筑及其使用造成了大约40%的排放。为现有材料创造可持续的替代品有助于减缓气候变化和减少二氧化碳排放。
材料科学家穆罕默德·拉赫曼(Muhammad Rahman)和合作者共同努力，同时解决这两个问题。他们发现了一种技术，可以将一种捕获二氧化碳的晶体多孔材料分子结合到木材中。这项研究发表在细胞报告物理科学．
木材是一种可持续的、可再生的结构材料，我们已经广泛使用。我们的工程木材确实比普通未经处理的木材表现出更大的强度．
穆罕默德·拉赫曼，莱斯大学材料科学家
为了取得成功，首先，为木材提供强度的纤维素纤维网络被一种称为脱木质素的方法清除。
木材由三种基本成分组成:纤维素、半纤维素和木质素。木质素是赋予木材颜色的物质，所以当你把木质素取出时，木材就会变成无色的。去除木质素是一个相当简单的过程，包括使用无害环境的物质进行两步化学处理。去除木质素后，我们用漂白剂或双氧水去除半纤维素．
穆罕默德·拉赫曼，莱斯大学材料科学家
其次，去木质素的木材浸泡在含有金属有机框架微粒的溶液中（MOF)称为卡尔加里框架20 (CALF-20)。MOFs是一种高表面积的吸附材料，因其吸附CO的能力而被采用2分子进入它们的毛孔。
MOF颗粒很容易进入纤维素通道，并通过良好的表面相互作用附着在纤维素通道上．
Soumyabrata Roy，莱斯大学的主要作者和研究科学家
MOFs是许多新兴的碳捕获方法之一，用于集中人为气候变化。
”目前，还没有生物可降解的，可持续的基底来部署二氧化碳吸附材料。我们的mof增强木材是一个适应性强的支撑平台，用于在不同的二氧化碳应用中部署吸附剂拉赫曼补充道。
罗伊说:“许多现有的MOFs在不同的环境条件下不是很稳定。有些很容易受潮，你不希望在结构材料中出现这种情况。”
然而，calf -20由卡尔加里大学教授George Shimizu及其同事开发，在不同环境条件下的性能水平和通用性方面是独特的，Roy补充道。
”金属或水泥等结构材料的制造是工业碳排放的重要来源。就使用的物质和加工副产品而言，我们的工艺更简单、更“环保”。下一步将是确定封存过程以及详细的经济分析，以了解这种材料的可扩展性和商业可行性拉赫曼总结道。
在莱斯大学乔治·布朗工程学院，拉赫曼是材料科学和纳米工程的助理研究教授。罗伊是莱斯大学材料科学和纳米工程的研究科学家。
该研究由壳牌技术公司(R66830)和美国空军研究实验室(G10000097)资助。
期刊引用:
罗伊,S。等．(2023)用于捕获二氧化碳的功能性木材。细胞报告物理科学．doi.org/10.1016/j.xcrp.2023.101269．
来源:https://www.rice.edu/