工程化的纳米粒子界面通过增强质量传递和热传递来优化相变行为，从而实现高效工业二氧化碳捕集

《Environmental Science & Technology》：Engineered Nanoparticle Interfaces Optimize Phase Change Behavior through Enhanced Mass- and Heat-Transfer for High-Efficiency Industrial CO2 Capture

针对工业CO2相变吸收剂存在的相变启动难、分离慢及动力学滞缓问题，本研究开发了一种新型离子液体基纳米流体吸收剂。通过整合功能化离子液体、TiO2纳米颗粒及优化的溶剂体系，显著提高了CO2吸附容量、相分离速率（提升53.85%）和再生效率（达91.72%），并展现出60次循环后<20%的性能衰减及低能耗再生（1.81 GJ/t CO2），生命周期评估证实其环境效益优于单乙醇胺技术。

　　

工业用二氧化碳（CO₂）相变吸收剂在引发相变时常常面临挑战，表现出缓慢的相分离和反应动力学特性，尤其是在变化的操作条件下。为了克服这些限制，本研究开发了一种基于离子液体的新型纳米流体吸收剂，以提升其性能和操作稳定性。该系统采用了功能化的离子液体[tetraethylenepentamine][1,2,4-triazole]，该离子液体具有较高的CO₂负载能力及可靠的相变行为；同时结合了二氧化钛纳米颗粒以及由1-甲氧基-2-丙醇和水组成的优化溶剂混合物。这种纳米流体设计将相分离时间显著缩短了53.85%，并将再生效率从79.59%提高到了91.72%。其性能提升的关键在于纳米颗粒：它们通过表面活化、布朗运动和微对流效应抑制了液滴的聚集并稳定了相界面，同时将液体中的质量传递阻力降低了38.0%，并提高了热导率和热扩散率。此外，该纳米流体在连续60个循环测试中表现出卓越的稳定性，整个测试期间总性能下降幅度小于20%。成功进行了168小时的连续运行（流量为4 Nm³·h^–1），证实了其出色的CO₂捕获能力和相变性能，实现了创纪录的低再生能耗，仅为1.81 GJ·t CO₂^–1。生命周期评估也表明，与单乙醇胺技术相比，该纳米流体在环境可持续性方面更具优势。