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經(jīng)過(guò)近兩年的不斷科研攻關(guān)，近日，浙江農(nóng)林大學(xué)的研二學(xué)生陳新杰，在該校的國(guó)家木質(zhì)資源綜合利用工程研究中心實(shí)驗(yàn)室里，創(chuàng)新研發(fā)出一種由綠色可再生原料制成的氣凝膠。該產(chǎn)品可用作于二氧化碳捕捉，不僅低成本、更生態(tài)地吸附空氣中的二氧化碳，而且吸附能力、吸附效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于當(dāng)前其他產(chǎn)品，吸附量可達(dá) 6.45mmol/g。

陳新杰介紹，近年來(lái)碳中和、碳達(dá)峰等概念不斷深入人心，尤其中國(guó)明確提出2030年“碳達(dá)峰”與2060年“碳中和”目標(biāo)。這讓自己深刻意識(shí)到二氧化碳過(guò)度排放給環(huán)境和人類(lèi)帶來(lái)的嚴(yán)重危害，也看到了政府在環(huán)保領(lǐng)域的決心和行動(dòng)。

為了利用自己的研究專(zhuān)長(zhǎng)服務(wù)碳中和碳達(dá)峰戰(zhàn)略，陳新杰于2021年組建了一支由浙農(nóng)林大木材科學(xué)與技術(shù)、木材科學(xué)與工程、高分子材料與工程等專(zhuān)業(yè)組成的本研結(jié)合、跨學(xué)科、多層次的融合性團(tuán)隊(duì)。他們?cè)诶瞵摤摳苯淌诘闹笇?dǎo)下對(duì)二氧化碳吸附技術(shù)進(jìn)行了研究，重點(diǎn)開(kāi)展“二氧化碳捕獲的高吸附量木質(zhì)基纖維素氣凝膠”的研發(fā)與應(yīng)用。通過(guò)兩年的科研攻關(guān)，他們成功研發(fā)出一種高效、環(huán)保的二氧化碳吸附材料，希望能夠?yàn)楸Ｗo(hù)地球家園作出積極貢獻(xiàn)。

據(jù)了解，陳新杰團(tuán)隊(duì)研發(fā)的以纖維素為原材料制成的氣凝膠，其具有低密度、微納米級(jí)孔隙結(jié)構(gòu)、高比表面積，也含有表面活性基團(tuán)，通過(guò)環(huán)氧基功能化聚乙烯亞胺，環(huán)氧氯丙烷交聯(lián)改性為含氨基的纖維素氣凝膠，可以使該吸附劑比表面積達(dá)到 149.5m2/g，在常溫常壓（298K，1bar ）條件下可有效吸附 6.45mmol/g二氧化碳。將吸附劑脫附后可繼續(xù)使用，連續(xù)五次后仍可達(dá)到 6.28mmol/g 的二氧化碳吸附量。

“我們產(chǎn)品中的氣凝膠中用了氨基進(jìn)行改性，然后氨基材料和二氧化碳反應(yīng)后，會(huì)將二氧化碳轉(zhuǎn)化為鹽，從而達(dá)到固碳的目的，后續(xù)可以根據(jù)需要，通過(guò)解吸的方式，從氣凝膠中提取出來(lái)利用。我們的產(chǎn)品只要放在那里就好，有點(diǎn)像棉花，然后里面的材料會(huì)吸收空氣中的二氧化碳，吸收好二氧化碳的會(huì)儲(chǔ)存在氣凝膠中。因?yàn)槎趸紝儆诜肿樱肿右恢痹谶\(yùn)動(dòng)的，我們的樣品放在那里，只要空氣中一直存在二氧化碳，那它就能吸收。”陳新杰解釋說(shuō)。

陳新杰團(tuán)隊(duì)表示，他們研發(fā)的新型二氧化碳吸附材料使用綠色可再生原料的纖維素為基質(zhì)，在源頭上大大降低了生產(chǎn)成本，同時(shí)也為后續(xù)開(kāi)發(fā)更低成本高吸附的二氧化碳吸附材料奠定基礎(chǔ)。與常規(guī)的聚乙烯亞胺固定吸附劑相比，他們研發(fā)的產(chǎn)品吸附量是其的3.75倍，成本是其的0.26倍；與介孔二氧化硅吸附劑相比，他們研發(fā)的產(chǎn)品吸附量是它的1.5倍，成本卻只有它的0.001倍。

“如果說(shuō)，現(xiàn)有吸附劑的受吸附量低、成本較高等限制，難以投入市場(chǎng)，那么我們研發(fā)的纖維素氣凝膠吸附劑，剛好可以填補(bǔ)這一空白，并且不對(duì)環(huán)境造成二次污染，肯定會(huì)有不錯(cuò)的應(yīng)用前景?！标愋陆軐?duì)該科技產(chǎn)品的未來(lái)推廣應(yīng)用充滿(mǎn)了信心。

團(tuán)隊(duì)的相關(guān)成果《環(huán)氧功能化聚乙烯亞胺改性環(huán)氧氯丙烷交聯(lián)纖維素氣凝膠作為二氧化碳捕獲的吸附劑》，目前已經(jīng)在《碳水化合物的聚合物》（影響因子為10.72）刊物發(fā)表。截止目前，團(tuán)隊(duì)已經(jīng)累計(jì)發(fā)表SCI論文（其中1區(qū)TOP文章4篇）7篇，申請(qǐng)發(fā)明專(zhuān)利4項(xiàng)。

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