应用化学研究所在多孔碳材料制备与CO2吸附应用方面取得新进展

近日，我所稀土分离与应用团队石劲松博士在化学工程类著名期刊《Separation and Purification Technology》（IF：8.1，中科院工程技术类一区top期刊）上发表了题为“NaCl template synthesis of N-doped porous carbon from magnesium gluconate for efficient CO2 adsorption”的最新研究成果。

使用常见材料作为硬模板制备具有特定形貌的多孔材料为材料合成化学中的研究热点。NaCl作为一种无毒、价格低廉、无需特殊方法制备、易于去除的硬模板，广泛应用于多孔碳材料的合成研究。研究团队围绕具备分级多孔结构氮掺杂碳材料的合成，提出了使用NaCl为硬模板、葡萄糖酸镁为碳源在碳化后先行制备具有蜂窝状大孔结构的前驱体，再对前驱体进行化学活化的制备策略。在此过程中，NaCl起到调节前驱体多孔结构特征的关键作用。团队前期工作表明，KHCO3作为一种高效且低腐蚀性的活化剂，相比于KOH等常用活化剂更有利于保持碳前驱体的特殊形貌（Energy 294 (2024) 130892）。在本研究工作中，通过对碳前驱体使用KHCO3与尿素进行化学活化处理，成功合成了具有微孔-介孔-大孔结构特征的氮掺杂碳材料，其比表面积为725-2423m2/g，氮含量为1.49-7.93wt%。CO2吸附性能测试结果表明，在25℃与1bar条件下碳材料CO2吸附量可达4.22mmol/g，CO2/N2吸附选择性达到25.6，展示了应用于燃烧后捕集过程的可观潜力。

该研究工作主要得到江西省科学院省级财政科研项目经费包干制试点示范项目（2022YSBG21020，2023YJC2019，2022YSBG50009）支持，我院应用化学研究所为论文唯一完成单位。

相关论文链接：

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