日益增长的燃料和工业产品需求加剧了全球温室效应,对人类生存构成了严重威胁。因此,迫切需要开发有效的吸附、分离和转化二氧化碳(CO2)的方法。超交联聚合物(HCPs)作为一种多孔有机聚合物,具有高比表面积、可调孔结构以及可修饰的表面功能基团特性,使其具备更好的传质性能和更均匀的活性位点分散。通过“自下而上”的方法制备HCPs,为解决CO2排放问题提供了有前途的固体框架。
相较于其他多孔材料,HCPs具有广泛的单体来源、低廉的催化剂成本、温和的合成条件以及高产率等优势。此外,根据联合国提出的可持续发展目标和绿色化学与工程的12项原则,低污染材料的制备已成为未来发展的趋势。传统的HCPs制备方法通常需要路易斯酸作为催化剂,非天然芳香族化合物作为单体,并使用含卤素元素的有机化合物作溶剂。因此,阐述绿色合成路线对于推动HCPs在气候问题中的应用具有重要意义。同时,梳理近年来HCPs在合成和利用方面的发展趋势,也有助于更好地推动这一材料在气候问题中的应用。
图1. 超交联聚合物的CO2吸附/转化研究示意图
图2. 液相化学法和机械化学法绿色化学标准匹配示意图
论文最后提出HCPs在CO2的捕获/转化方面也存在一些挑战:
2.研究环境友好且智能响应的HCPs以有效控制CO2的吸附和解吸至关重要;
3.作为催化剂,可与均相催化剂集成或作为单原子催化剂、团簇和纳米颗粒的支撑基质,同时,改善其孔隙密度和规整性也是提升其吸附和转化性能的关键。
原文链接:
Song W, Tang Y, Moon BR, Liao Q, Xu H, Hou Q, Zhang H, Yu DG, Liao Y, Kim I. Green synthesis of hypercrosslinked polymers for CO2 capture and conversion: Recent advances, opportunities, and challenges. Green Chem., 2024,26, 2476-2504
https://doi.org/10.1039/D3GC04222G
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