SCMs：用于CO2捕获的智能吸附剂强吸附活性位响应于可见光

来源：中国科学材料

基于光响应吸附剂的吸附过程可控性好、能源效率高，其在CO2捕获中的应用受到关注。然而，大多数报道的光响应吸附剂是基于弱吸附位点设计的，通过其结构或位阻的变化控制CO2吸附。此外，还需要用到紫外光来调节吸附能力。

近日，南京工业大学孙林兵教授等人在SCIENCE CHINA Materials发表研究论文，首次报道了用于CO2捕获的智能吸附剂，促使强吸附活性位响应于可见光。吸附剂的制备通过将伯胺和分散红（DR1，一种响应于可见光的推-拉型偶氮苯）引入介孔氧化硅实现。伯胺作为强吸附位点促使吸附剂对CO2的选择性高于CH4，而DR1则作为控制开关。

图1 通过伯胺和DR1相互作用引入介孔氧化硅制备的智能吸附剂实现可见光促使的CO2吸附。

光照前偶氮苯处于反式构型，降低了伯胺的电势，因而实现了吸附位点的暴露和CO2的自由吸附。偶氮苯在可见光的照射下转变为顺式结构，伯胺的电势高，因而活性位点被遮蔽。即使是强吸附位点，吸附剂在光照前后对CO2的吸附量变化也可以达到40%。此外，DR1的反式/顺式异构可以通过可见光的控制实现可逆转变。

图2 智能吸附剂对CO2的吸附性能。

本文报道的智能系统赋予了吸附剂选择性且避免使用紫外光，这对于传统吸附剂而言是难以实现的。