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檢測(cè)儀知識(shí)百科

甲烷泄露 終結(jié)海洋中泄露的甲烷氣體―超疏水多孔材料顯神通
發(fā)布時(shí)間:2021-08-25 17:45瀏覽次數(shù):

溫室氣體的釋放加劇了全球變暖現(xiàn)象。與相同質(zhì)量的二氧化碳相比,甲烷的溫室效應(yīng)是二氧化碳的25倍。因此,減小自然界和人類(lèi)生產(chǎn)生活中甲烷的釋放勢(shì)在必行。為了抑制陸地上甲烷氣體的釋放,科研工作者提出以多孔材料,如活性炭、沸石、金屬-有機(jī)骨架結(jié)構(gòu)、微孔配位聚合物等,選擇性吸附甲烷氣體。然而對(duì)于海洋中的甲烷泄露,這些材料的孔隙由于親水的特性會(huì)立即被海水填充甲烷泄露,從而失去吸附甲烷的能力。

超疏水材料是最近十年以來(lái)開(kāi)發(fā)的特殊浸潤(rùn)性材料。隨著科研工作者對(duì)這類(lèi)材料的深入研究和理解,最近中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所的江雷研究員和蘇彬副研究員開(kāi)發(fā)了一種具有宏觀多孔結(jié)構(gòu)的超疏水材料。將普通商用海綿浸漬到含有聚合物和疏水納米粒子的氯仿溶液中,待有機(jī)溶劑揮發(fā)后即可在海綿表面和孔內(nèi)形成約10微米厚的超疏水涂層。這種多孔超疏水材料展現(xiàn)出空氣中超疏水、水下超親氣的性能酒精報(bào)警器,與江雷研究員提出的“陰陽(yáng)二元理論”相一致。

甲烷泄露_甲烷密度_總烴甲烷與非甲烷總烴

基于材料排斥海水/吸附甲烷氣體的特殊性質(zhì),該課題組開(kāi)發(fā)了特異性吸收從海底泄露的甲烷氣泡的方法。實(shí)驗(yàn)中,從海水底部溢出的甲烷氣泡一旦遇到超疏水海綿,立即就被海綿吸收,從而實(shí)現(xiàn)了海水中甲烷氣泡的快速收集。除此之外,如果將一根導(dǎo)管與泡在海水中的超疏水海綿相連接,由于導(dǎo)管內(nèi)外水壓的差異甲烷泄露,則經(jīng)過(guò)海綿吸收的甲烷氣泡會(huì)被源源不斷的通過(guò)導(dǎo)管傳送到陸地去,從而實(shí)現(xiàn)了“變廢為寶”的節(jié)約經(jīng)濟(jì)學(xué)理念。

這一令人振奮的實(shí)驗(yàn)的結(jié)果為解決自然環(huán)境中和人類(lèi)海下天然氣開(kāi)采過(guò)程中出現(xiàn)的甲烷泄漏事件帶來(lái)新的希望,同時(shí)這項(xiàng)技術(shù)也可以應(yīng)用于水中氣體的定向輸運(yùn)。由于該研究中超疏水涂層的制備簡(jiǎn)單、廉價(jià)而且非常易于操作甲烷泄露,因此該技術(shù)有望在海下天然氣開(kāi)采煤氣檢測(cè)儀,以及處理湖泊、河流等水體的甲烷泄露中獲得實(shí)際應(yīng)用。

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