捕获化石燃料燃烧废气（含10-15％的CO₂）中的CO₂对降低大气中的CO₂浓度非常重要。从天然气中选择性分离出CO₂（主要由CO₂和甲烷组成）对提高气体纯度和防止工业设施的腐蚀具有重要的技术意义。在解决这些挑战的方法中，各种类型的有序纳米多孔材料的吸附驱动式CO₂捕集具有再生能源需求低等优势，已被视为替代当前使用胺水溶液的商业工艺的有效方法 。近日，浦项科技大学Suk Bong Hong等研究了各种碱金属离子交换的麦钾沸石（骨架类型MER）（Si/Al = 2.3和3.8）在25-75°C，0-1.0 bar的CO₂吸附行为。

本文要点：

1）研究发现，Si/Al = 2.3的MER沸石的Na⁺，K⁺，Rb⁺和Cs⁺形式在25°C时的吸附等温线具有明显的台阶，其CO₂压力根据其骨架阳离子类型的不同而产生巨大差异。

2）结构分析表明，在前三种沸石上（Na⁺，K⁺，Rb⁺）的CO₂吸附具有高位点占有率的门控阳离子的迁移和显著的共存结构呼吸。作者将此异常吸附现象定义为协同阳离子门控呼吸机制。

3）结果表明，中间体硅小孔隙沸石上选择性吸附CO₂的实际机理可从阳离子门控变为协同阳离子门控呼吸再到呼吸，这取决于它们的拓扑和组成灵活性（骨架铝含量和骨架外阳离子类型和浓度）。

Hyun June Choi, et al. The Origin of Selective Adsorption of CO₂ on Merlinoite Zeolites. Angew. Chem. Int. Ed., 2020

DOI: 10.1002/anie.202012953

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202012953