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物理吸附法去除低浓度且与水共存的密闭空间二氧化碳（CO2）是必要的，但具有挑战性。为了使去除过程有效，使纳米孔表面疏水以抵抗水是流行的方法。基于此，2024年10月16日，大连理工大学郝广平教授、陆安慧教授在国际顶级期刊Nature Communications发表题为《Anomalous enhancement of humid CO2 capture by local surface bound water in polar carbon nanopores》的研究论文。在这项工作中，研究人员没有阻止水占据纳米孔，而是建议利用客体水在空间上选择性地形成局部表面结合水，并进一步诱导优先捕获CO2。研究人员观察到在潮湿条件下具有空间选择性极性位点的碳纳米孔上CO2捕获性能的显著增强。事实证明，表面结合水在极性碳纳米孔的非CO2选择性区域形成，从而产生额外的CO2捕集位点。这项工作可能会启发设计用于恶劣条件下分子分离和纯化的环境耐受材料。![]()
图1：干燥和湿润条件下CO2吸附过程中的动态结构变化
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图2：CO2捕获增强的量化
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图3：使用所设计的MPC吸附剂的典型应用案例和模拟结果
Zheng, Z., Wang, YS., Wang, M. et al. Anomalous enhancement of humid CO2 capture by local surface bound water in polar carbon nanopores. Nat Commun 15, 8919 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-53367-2
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