乙二胺不同摻雜模式下多孔有機聚合物對CO2的吸附

亓士超，朱蓉蓉，劉昕，薛丁銘，劉曉勤，孫林兵

（南京工業大學化工學院，材料化學工程國家重點實驗室，江蘇南京211816）

引 言

目前造成溫室效應的重要原因之一是人類生產生活中過量排放的CO2[1-4]，CO2捕集技術是減少CO2排放量行之有效的手段[5-7]。傳統的CO2捕集的方法之一是利用有機胺溶液進行化學吸收，雖然可以有效地脫除CO2，但是有機胺溶液具有毒性大、腐蝕性強、易揮發、再生操作能耗高等缺陷[8-10]，因此通過吸附劑吸附捕集CO2法成為研究的重點，且已展現出巨大的實用性和廣闊的市場前景[11-12]。多孔有機聚合物（porous organic polymer，POP）因其具有很高的比表面積、發達的孔結構、靈活的拓撲形態和可調變的功能特性[13-15]，引起了研究者們廣泛的關注，并在諸如氣體的吸附和分離、多相催化、電催化、傳感和藥物緩釋等多個領域展現出廣闊的應用前景[16-20]。在上述低碳減排的潮流背景下，關于POP 的制備及其在CO2吸附捕集中的應用，每年都會涌現出大量的研究成果和相關報道[21-24]。

雖然POP 普遍具有很高的比表面積和較發達的孔結構，但研究表明POP 普遍缺少特定的CO2親和位點，故其與CO2分子多發生物理吸附且吸附選擇性較差，高溫下CO2易脫附，這也是其他種類的CO2吸附劑普遍存在的問題[25]。例如，在工業應用中對50～120℃的電廠煙道氣進行處理時，各類吸附劑的CO2的吸附能力均會急劇下降。因此，需進一步研究增強“吸附質-吸附劑”的相互作用和提高CO2的吸附選擇性的方法。由于有機胺吸收CO2是化學吸收，吸收穩定且選擇性高，因此將有機胺摻雜入吸附劑成為公認的提升吸附劑對于CO2吸附量和選擇性的方法[26-29]。……