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CO₂ Capture by Nickel Hydroxide Interstratified in the Nanolayered Space of a Synthetic Clay Mineral

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Hunvik, Kristoffer W. Bø ; Loch, Patrick ; Cavalcanti, Leide P. ; Seljelid, Konstanse Kvalem ; Røren, Paul Monceyron ; Rudić, Svemir ; Wallacher, Dirk ; Kirch, Alexsandro ; Knudsen, Kenneth Dahl ; Miranda, Caetano Rodrigues ; Breu, Josef ; Bordallo, Heloisa N. ; Fossum, Jon Otto:
CO₂ Capture by Nickel Hydroxide Interstratified in the Nanolayered Space of a Synthetic Clay Mineral.
In: The Journal of Physical Chemistry C. Bd. 124 (2020) Heft 48 . - S. 26222-26231.
ISSN 1932-7455
DOI: https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.0c07206

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Projektfinanzierung: SFB 840

Abstract

Clay minerals can adsorb large amounts of CO2 and are present in anthropogenic storage sites for CO2. Nanoscale functionalization of smectite clay minerals is essential for developing technologies for carbon sequestration based on these materials and for safe-guarding relevant long-term carbon storage sites. We investigate the adsorption mechanisms of CO2 in dried and hydrated synthetic Ni-exchanged fluorohectorite clay-using a combination of powder X-ray diffraction, Raman spectroscopy, and inelastic neutron scattering. Both dried and hydrated Ni-exchanged fluorohectorite show crystalline swelling and spectroscopic changes in response to CO2 exposure. These changes can be attributed to interactions with [Ni(OH)(0.)(83)(H2O)(1.)(17)](0.)(1.17+)(37)-interlayer species, and swelling occurs solely in the interlayers where this condensed species is present. The experimental conclusions are supported by density functional theory simulations. This work demonstrates a hitherto overlooked important mechanism, where a hydrogenous species present in the nanospace of a clay mineral creates sorption sites for CO2.

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Publikationsform: Artikel in einer Zeitschrift
Begutachteter Beitrag: Ja
Institutionen der Universität: Fakultäten
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Chemie
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Chemie > Lehrstuhl Anorganische Chemie I
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Chemie > Lehrstuhl Anorganische Chemie I > Lehrstuhl Anorganische Chemie I - Univ.-Prof. Dr. Josef Breu
Titel an der UBT entstanden: Nein
Themengebiete aus DDC: 500 Naturwissenschaften und Mathematik
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 540 Chemie
Eingestellt am: 06 Okt 2022 09:34
Letzte Änderung: 06 Okt 2022 09:34
URI: https://eref.uni-bayreuth.de/id/eprint/72324