多孔離子液體在二氧化碳捕集與轉化中的應用_離子液體定制【默尼離子液體】

隨著全球“雙碳”目標的推進，從煙氣、沼氣等混合氣體中捕獲低壓CO₂對緩解溫室效應、實現碳資源循環具有重要意義。然而傳統的碳捕獲、利用與封存(CCUS)技術多依賴高純度CO₂流，且需額外能耗進行氣體富集與純化，因此難以用于高效低壓場景。現有材料常存在捕獲與轉化功能割裂的問題，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。但當前對PLs的研究多聚焦于高壓CO₂捕獲，因為在低壓環境下存在選擇性與吸附容量不足等問題，且不能兼顧CO₂捕獲與催化轉化，無法滿足工業級低壓碳處理的實際需求。因此，開發兼具高選擇性、高容量、可循環性及一體化功能的低壓CO₂捕獲材料，成為突破現有技術瓶頸、推動CCUS向低能耗與高附加值方向發展的核心任務。

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

此研究成功合成了含CO₂選擇性識別位點的ZIF-90基PLs，能夠在低壓CO₂條件下實現高容量與高選擇性吸附分離，并且實現了CO₂捕獲與轉化一體化，催化轉化率超過99%，同時闡明了活性位點識別與微孔篩分的協同捕獲機制，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