應用化學研究所在多孔碳材料制備與CO2吸附應用方面取得新進展

來源：原創    更新時間：2024-09-23 11:06:36    瀏覽：2251

近日，我所稀土分離與應用團隊石勁松博士在化學工程類著名期刊《Separation and Purification Technology》（IF：8.1，中科院工程技術類一區top期刊）上發表了題為“NaCl template synthesis of N-doped porous carbon from magnesium gluconate for efficient CO2 adsorption”的最新研究成果。

 

使用常見材料作為硬模板制備具有特定形貌的多孔材料為材料合成化學中的研究熱點。NaCl作為一種無毒、價格低廉、無需特殊方法制備、易于去除的硬模板，廣泛應用于多孔碳材料的合成研究。研究團隊圍繞具備分級多孔結構氮摻雜碳材料的合成，提出了使用NaCl為硬模板、葡萄糖酸鎂為碳源在碳化后先行制備具有蜂窩狀大孔結構的前驅體，再對前驅體進行化學活化的制備策略。在此過程中，NaCl起到調節前驅體多孔結構特征的關鍵作用。團隊前期工作表明，KHCO3作為一種高效且低腐蝕性的活化劑，相比于KOH等常用活化劑更有利于保持碳前驅體的特殊形貌（Energy 294 (2024) 130892）。在本研究工作中，通過對碳前驅體使用KHCO3與尿素進行化學活化處理，成功合成了具有微孔-介孔-大孔結構特征的氮摻雜碳材料，其比表面積為725-2423m2/g，氮含量為1.49-7.93wt%。CO2吸附性能測試結果表明，在25℃與1bar條件下碳材料CO2吸附量可達4.22mmol/g，CO2/N2吸附選擇性達到25.6，展示了應用于燃燒后捕集過程的可觀潛力。

該研究工作主要得到江西省科學院省級財政科研項目經費包干制試點示范項目（2022YSBG21020，2023YJC2019，2022YSBG50009）支持，我院應用化學研究所為論文唯一完成單位。

相關論文鏈接：

https://doi.org/10.1016/j.seppur.2024.129756。

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