暨南大学环境学院李万斌团队在碳捕集领域取得新进展

近日，继分子筛膜宏量制备方法设计和膜分离碳捕集传质扩散抑制调节后(Nature Communications, 2017 8, 406; Environ. Sci. Technol. 2019, 53, 3764-3772)，我校环境学院李万斌团队在多孔材料改性及碳捕集应用机理研究中取得重要进展。相关论文“Vapor-phase linker exchange of metal-organic frameworks”以暨南大学为独立单位发表于Science Advances。

 

 

温室气体的过量排放会造成气候变化、生态功能退化、海洋酸化等多种全球性环境问题。我国能源使用仍以煤为主，面临经济可持续发展的巨大压力。碳捕集技术被认为是应对温室气体排放的重要技术。但目前碳捕集技术普遍存在材料性能差、捕集成本高、能耗大等问题。如何设计材料与二氧化碳分子的相互作用是获得高性能碳捕集材料的关键。

 

李万斌团队利用气相配体交换法实现多孔吸附剂的改造和功能化。该方法可通过无溶剂策略对常规方法不能合成的多孔材料的构筑单元进行置换和后改性，从而拓展材料种类；并可针对不同应用场景对多孔材料实现目的性重构和设计。通过极性卤素基团的引入，在不改变晶型的前提下，对疏水性多孔道材料实施极化改性和孔道调节。基于CO2和N2极化率和四极矩的不同，卤素极性改性的多孔材料大大增加了对CO2的亲和性及对CO2/N2的选择性，如CO2/N2选择性从改性前的15提升至31。该方法还可通过多步交换实现材料的多功能化，且可合理控制和提升材料与聚合物的相容性，进而改善复合膜材料的可加工性。

 

以上研究工作得到了广东省环境污染与健康重点实验室的支持、以及国家自然科学基金和暨南大学人才引进科研启动经费的资助。