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04
2026
-
09
Angew:耐湿多孔配位聚合物用于分子筛分
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克服多孔吸附剂的水汽敏感性是工业碳捕获领域亟待解决的关键难题，其根源在于材料对 CO₂的高吸附亲和力与水汽竞争吸附之间固有的此消彼长关系。本文报道了一系列同构多孔配位聚合物（PCP‑H、PCP‑NH₂、PCP‑OH），该系列材料构筑出褶皱型孔道；孔道内受限的疏水平行芳香壁与可调控的孤立极性位点协同作用，形成夹钳型吸附陷阱，可实现耐水汽 CO₂捕获。以 PCP‑NH₂作为验证样品，在骨架拓扑结构完全一致的前提下，其 CO₂/N₂选择性远超未官能团化及羟基修饰的同系材料。尤为重要的是，PCP‑NH₂兼具优异的 CO₂穿透吸附性能与突出的耐水汽能力（相对湿度 70% 条件下仍可保留 95% 的吸附容量，即使烟气中存在微量 SO₂也不受明显影响）；在模拟烟气工况下，经过 99 次吸附‑脱附循环后性能依旧稳定，且吸附动力学速率快。原位单晶 X 射线衍射、漫反射傅里叶变换红外光谱以及巨正则蒙特卡罗模拟结果表明：CO₂分子在夹钳型陷阱内部依靠协同的 C═O・・・氢键作用与 π‑π 相互作用实现稳定吸附；而疏水孔道内壁与空间分隔的极性位点能够抑制水分子吸附，使材料在高湿度环境下依旧保持较高 CO₂选择性。该研究提出了一项普适性设计策略：构建疏水‑极性协同微环境，可在严苛气体分离体系中同时实现目标气体的强结合能力与水解稳定性。
原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/U7Aop5QnhPjq6qcMbzpbyg
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