综述：二氧化碳捕集先进材料：新兴吸附剂与技术的关键综述

（编辑推荐）本综述系统评述了二氧化碳捕集技术（CCT）的研究进展，聚焦金属有机框架（MOFs）、共价有机框架（COFs）等新型吸附材料在提升CO2吸附效率、降低能耗方面的突破，为工业级减排技术提供关键科学参考。

　　

Abstract

碳捕集技术（CCT）是缓解化石燃料燃烧导致气候恶化的核心手段。文章剖析了燃烧后捕集、富氧燃烧等四大技术路线的工业化适配性，指出金属有机框架（MOFs）材料因其可调控的孔径与表面化学性质，在CO₂/N₂选择性吸附中表现突出。实验数据显示，部分MOFs材料在25°C条件下的CO₂吸附量可达8 mmol/g，但再生能耗仍高达2-4 GJ/吨CO₂。共价有机框架（COFs）则通过π-π堆积作用实现动态吸附，其水热稳定性较MOFs提升40%。

技术瓶颈与突破

尽管微孔聚合物材料将吸附循环寿命延长至10万次以上，但规模化生产仍面临成本壁垒。最新研究通过氨基功能化策略，使吸附剂在低分压（0.15 bar）下的CO₂捕获率提升300%。值得注意的是，直接空气捕集（DAC）技术虽能处理400 ppm级低浓度CO₂，但其能耗是传统工厂捕集的3倍，这促使学界探索光热再生等创新方案。

未来展望

跨学科融合成为趋势，机器学习辅助的分子筛设计已缩短新材料研发周期60%。若能将新型吸附剂的再生能耗控制在1.5 GJ/吨CO₂以内，配合碳税政策，预计2030年全球CCT市场规模可达280亿美元。

Conflict of Interest

作者声明无利益冲突。