多孔離子液體在二氧化碳捕集與轉(zhuǎn)化中的應(yīng)用_離子液體定制【默尼離子液體】

隨著全球“雙碳”目標(biāo)的推進(jìn)，從煙氣、沼氣等混合氣體中捕獲低壓CO₂對緩解溫室效應(yīng)、實現(xiàn)碳資源循環(huán)具有重要意義。然而傳統(tǒng)的碳捕獲、利用與封存(CCUS)技術(shù)多依賴高純度CO₂流，且需額外能耗進(jìn)行氣體富集與純化，因此難以用于高效低壓場景。現(xiàn)有材料常存在捕獲與轉(zhuǎn)化功能割裂的問題，制約了碳利用效率的提升。

在眾多的候選材料中，多孔液體(PLs)融合了固體吸附劑的永久多孔性與液體吸附劑的流動性，可克服固體機(jī)械疲勞和液體比表面積低的缺陷，是一種極具潛力的CO₂捕獲材料。但當(dāng)前對PLs的研究多聚焦于高壓CO₂捕獲，因為在低壓環(huán)境下存在選擇性與吸附容量不足等問題，且不能兼顧CO₂捕獲與催化轉(zhuǎn)化，無法滿足工業(yè)級低壓碳處理的實際需求。因此，開發(fā)兼具高選擇性、高容量、可循環(huán)性及一體化功能的低壓CO₂捕獲材料，成為突破現(xiàn)有技術(shù)瓶頸、推動CCUS向低能耗與高附加值方向發(fā)展的核心任務(wù)。

因此，來自南京大學(xué)的吳有庭和張效敏團(tuán)隊利用席夫堿反應(yīng)將含親CO₂活性位點(diǎn)的離子液體(ILs)接枝到ZIF-90納米顆粒的表面，形成目標(biāo)PLs材料（圖1a），以此來提升在低壓環(huán)境下捕獲和催化轉(zhuǎn)化CO₂的能力。其中，離子液體由離子鹽與冠醚經(jīng)配位作用組成。

此研究成功合成了含CO₂選擇性識別位點(diǎn)的ZIF-90基PLs，能夠在低壓CO₂條件下實現(xiàn)高容量與高選擇性吸附分離，并且實現(xiàn)了CO₂捕獲與轉(zhuǎn)化一體化，催化轉(zhuǎn)化率超過99%，同時闡明了活性位點(diǎn)識別與微孔篩分的協(xié)同捕獲機(jī)制，為低壓CO₂分離提供了新范例。

原文鏈接：

https://doi.org/10.1002/adfm.202513167

原文作者：

Zixuan Xu, Shuyue Wen, Qing Zhao, Chengqi Zhao, Keyi Huang, Xiaomin Zhang, Leizhi Zheng, Kecheng Jie, and Youting Wu

DOI: 10.1002/adfm.202513167