西班牙国家科研委员会(CSIC)下属的催化与石油化工研究所(ICP-CSIC)近日宣布,研发出一种名为MicroMg的新型镁基材料。该材料能够以生物杂化形式,在常温常压且无需额外能耗的条件下,高效捕获并转化空气中的二氧化碳(CO2),主要将其转化为稳定的碳酸氢盐。这一突破性成果已发表于国际权威期刊《ACS应用能源材料》。
MicroMg材料由无机镁成分与一种作为结构引导剂的生物酶(脂肪酶)结合而成。其合成过程采用水溶液体系,在
中性pH值
和室温下进行,无需使用有毒试剂或苛刻条件。生成的微晶体呈现独特的立方八面体几何形态,尺寸约为1.5至2.4微米。这种微米级结构既避免了纳米材料可能带来的潜在风险,又提供了丰富的活性位点,使其在涂料应用中表现出优异的化学活性。在实验室模拟环境中,该材料展现了惊人的转化效率。在30分钟内,约97%的溶解CO2被转化为碳酸氢盐,反应速率(TOF)达到16 h⁻¹。更令人振奋的是,当将MicroMg添加至常规水性涂料并涂刷于墙面后,在密闭空间内(初始CO2浓度约900 ppm,接近室内空气质量推荐限值),涂覆表面的CO2浓度在24小时内下降了约30%。若将CO2浓度提升至1500 ppm(通常表示通风不良),材料仍能持续工作,每小时消除速率约为16 ppm,且连续运行数天仍保持活性。
针对涂料的实际应用性能,研究团队进行了严格的耐久性测试。经过三次水洗循环后,涂层的CO2转化活性仍保留了初始水平的90%以上,证明了其出色的结构稳定性和耐擦洗性。此外,实验数据表明,增加涂层表面积或涂刷多层涂料,能进一步提升CO2的去除效率,显示出该技术在规模化应用中的灵活性。
西班牙作为欧洲绿色建筑与环保材料研发的重镇,近年来在可持续建材领域投入巨大。MicroMg技术的出现,恰逢欧洲对室内空气质量(IAQ)标准日益严格的背景。在西班牙,随着办公场所和住宅对健康居住环境关注度的提升,能够主动净化空气的功能性涂料正成为行业新宠。该材料不仅解决了传统涂料仅能被动防护的问题,更赋予了建筑表皮“呼吸”和“净化”的能力,契合了当地推动建筑碳中和的宏观趋势。
对于中国涂料及建材行业而言,MicroMg技术提供了重要的研发思路:即通过生物酶诱导合成策略,开发低成本、环境友好的功能性添加剂。中国作为全球最大的涂料生产国,若能借鉴此类生物杂化材料的设计逻辑,结合本土成熟的化工产业链,有望在室内空气净化涂料领域实现技术弯道超车,推动行业从“装饰保护”向“健康功能”转型。
