研究进展：石墨烯-多孔材料 | Nature Energy

基于多孔二维选择性层的膜材料，提供了实现优异性能的潜力，以提高能量效率，并降低碳捕获的成本。到目前为止，从二维孔隙中分离过程，已经利用了分子质量或尺寸的差异。然而，高渗透性和选择性CO2的竞争吸附，仍然难以捉摸。

今日，瑞士 洛桑联邦理工学院（École Polytechnique Fédérale de Lausanne，EPFL）Kuang-Jung Hsu，Kumar Varoon Agrawal等，在Nature Energy上发文，报道了在室温时，将氨简单地暴露于单层氧化石墨烯，在孔边缘结合了吡啶氮。

这导致CO2与孔的高度竞争，但定量可逆的结合。从含有20vol%CO2物流中，获得了CO2/N2分离因子（平均为53）和CO2渗透率（平均为10,420）有吸引力的组合。稀释（~1vol%）CO2流的分离系数超过1,000，使膜材料有望从不同的点排放源中捕获碳。

由于统一和可扩展化学，高性能的厘米级膜材料得到了展示。高性能二维膜材料的规模化制备，为膜科学开辟了新的方向。

Graphene membranes with pyridinic nitrogen at pore edges for high-performance CO2 capture.
在孔边缘，具有吡啶氮的石墨烯膜材料，用于高性能CO2捕获。

图1: 在吡啶-N-取代的石墨烯上，吸附CO2。

图2: 在吡啶-N-取代的石墨烯上，吸收CO2。

图3: 在吡啶-N-取代的石墨烯上，定量可逆的CO2吸附。

图6: 竞争性CO2吸附，吡啶-N-取代石墨烯具有极好的碳捕获性能。

文献链接

Hsu, KJ., Li, S., Micari, M. et al. Graphene membranes with pyridinic nitrogen at pore edges for high-performance CO2 capture. Nat Energy (2024).

https://doi.org/10.1038/s41560-024-01556-0

https://www.nature.com/articles/s41560-024-01556-0

本文译自Nature。