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原文链接：10.1002/smll.202408155
迄今为止，由于需要大量能源，社会面临着全球能源短缺的问题。首先，为了满足能源需求而肆意燃烧化石燃料，导致向大气中排放剧毒污染物。这些排放的负面影响与健康问题和生态系统恶化（海洋酸化、生物多样性减少和农作物受损）有关 因此，为了解决这个问题，必须在未来几年内解决减少和充分控制空气污染的问题。 一般来说，CO2、CO、O3、SOx、NOx、NH3、PM10、PM2.5 和 VOC 被列为非常丰富和危险的污染物。然而，最有毒的气体之一是硫化氢 (H2S)。它被归类为一种易燃、无色气体，具有独特的臭鸡蛋恶臭。吸入空气中浓度超过 700 ppm 的二氧化硫可能会对人体致命，因为它会被吸收到血液中，从而限制细胞对 O2 的吸收。
本文报道了针对具有挑战性的 H2S 捕获任务的多孔有机笼 (POC) 的首次实验研究。含氮笼分子材料叔胺 POC (6FT-RCC3) 表现出最高的 H2S (硫化氢) 捕获率（创纪录容量）（室温和大气压下 20.6 mmol H2S g-1；每个笼子 25 个 H2S 分子），并且至少在五次吸附-解吸循环中具有出色的可逆性。原位 FTIR 光谱、固态 13C 和 15N CP MAS NMR 光谱实验用于研究吸附机理，通过氢键识别出相对较弱的相互作用。此外，还评估了这种 POC 材料在 H2S 检测和感应方面的荧光性能，其中观察到对其他气体明显的 H2S 选择性。值得注意的是，在 H2S 四氢呋喃 (THF) 溶液中，检测限 (LOD) 经计算为 0.13 mm (≈4.43 ppm)。相关研究成果发表于《Small》上。
图文解析
图 1. H2S 捕获：现状与挑战。
图 2. a) 6FT-RCC3 在 25 °C 和 1 bar 条件下吸附 H2S 的突破曲线，原料气 H2S 浓度为 5% vol。总 H2S/N2 流速为 25 cm3 min−1。插图显示了每个循环的 H2S 吸附容量比较。b) 6FT-RCC3 合成状态（蓝线）、H2S 吸附解吸循环后（绿线）和 H2S 自制饱和器 3 天后（紫线）的 PXRD 图案比较。c) 基于 30–110 °C 下合成状态（蓝点）和 H2S 处理（紫点）6FT-RCC3 的 XRD 数据，Rietveld 细化的晶格参数图。
图 3. a) 活化 6FT-RCC3 的 FT-IR 光谱，在 H2S 吸附和在 N2 流中再活化之后，b) 2600–4000 cm−1 区域，c) 1500–1850 cm−1 区域，和 d) 合成后的 6FT-RCC3 的 13C CP MAS NMR 光谱，在 H2S 循环之后以及在 H2S 自制饱和器中浸泡 3 天之后。
图 4. 6FT-RCC3 与 a) H2S 和 b) H2O 之间紧密氢键相互作用的可视化。
图 5. a) 在 400 nm 的激发波长下暴露于不同气体的 6FT-RCC3 固态发射光谱 b) H2S 饱和和活化的 6FT-RCC3 的固态时间分辨光致发光 (TRPL) 光谱，c) THF 溶液中 H2S 的校准曲线。
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