摘要
工业活动中大量二氧化碳（CO?）的排放严重影响了人类健康，因此迫切需要降低大气中的二氧化碳浓度。然而，诸如化学吸收和膜分离等碳捕获技术仍受到高再生能耗、腐蚀问题以及烟气稀释效率低等限制。在这种技术背景下，物理吸附分离技术因其广泛的操作温度范围、低设备腐蚀性以及低再生能耗等优点，逐渐成为碳捕获技术的研究热点。物理吸附的核心在于寻找高质量的吸附剂。金属有机框架（MOFs）凭借其超高的比表面积、可调的孔结构以及丰富的功能化位点，被认为是极具前景的下一代二氧化碳吸附材料。本文综述了改进MOFs以提升二氧化碳吸附性能的策略，重点探讨了孔径调节、金属离子掺杂、功能基团掺杂以及计算筛选等方法。性能的提升依赖于具体机制，而不仅仅是简单的添加作用。适度的孔径调节和缺陷工程可以改善气体选择性及二氧化碳捕获能力，但过窄的孔径会牺牲可用的孔体积和气体扩散性能。在MOF-74及相关材料中，掺杂金属离子能够在保持框架完整性的同时增强二氧化碳捕获能力。功能基团掺杂仍然是捕获低分压二氧化碳的有效方法。计算筛选正从单纯基于吸附能力的排名方式，转向综合考虑湿度耐受性、稳定性和再生性能的多方面评估。总体而言，在工业应用条件下，改进后的MOFs应通过平衡吸附亲和力、选择性、捕获能力、稳定性和能源效率来进行评估。本文为基于MOFs的碳捕获吸附剂的合理设计提供了指导。
