近日，應用化學研究所稀土分離與應用團隊石勁松研究員在化學工程類著名期刊《Chemical Engineering Journal》（IF：13.4，中科院工程技術類一區top期刊）上發表了題為“Synthesis of biomimetic N-doped porous carbons from gelatin using salt template coupled with chemical activation strategy for CO₂ capture”的最新研究成果。我院應用化學研究所為論文第一完成單位與唯一通訊單位，南昌航空大學與江西省科學院聯合培養碩士研究生趙亞為論文第一作者，應用化學研究所石勁松研究員為論文通訊作者。

絲瓜絡為常見生物質材料，具有三維多孔結構，通過賦予其絲狀主體大量微孔，即可構建分級多孔結構。具備這種形貌特征的多孔碳材料也適合用于碳捕集研究，其中的大孔/介孔可作為氣體快速擴散通道，而微孔可作為吸附位點。本論文研究工作提出了使用明膠作為碳源、并加入NaCl與KHCO₃對碳材料結構進行導向性合成，成功制備了具有類似絲瓜絡的氮摻雜分級多孔材料。研究團隊通過進行大量對比與平行實驗，發現這種特殊三維結構的形成機理可用溶解-再結晶-自組裝-崩塌等關鍵過程描述，所加入的無機鹽起到了硬模板與活化劑的作用。所制備碳材料的比表面積為1130-1874 m²/g，氮元素含量為5.7-7.9 wt%，其常溫常壓下的CO₂吸附量達到3.50 mmol/g。研究團隊還總結分析了37種使用不同方法制備碳材料的相關測試結果，發現碳材料在低壓下的CO₂吸附量與CO₂/N₂吸附選擇性直接關聯，而這也正是在吸附初始階段最先被飽和的高活性吸附位。以上研究結果將對多孔碳材料的合成與碳捕集研究起到重要的啟示作用。

相關論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.159241