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文献综述
自工业革命以来,化石燃料得到大范围的开发,其导致CO2在空气中的含量也在持续增加,同时化石燃料资源短缺的现象也越来越显著,碳捕集和封存已被提议作为潜在的减排战略,现在以CO2为原料生产二甲醚、甲醇等清洁的液体燃料的技术逐渐成为化工生产领域的焦点,故而对废气中的CO2进行捕集的工业工艺获得很大的关注。
目前,含胺的水溶液被广泛用于工业过程中的CO2吸收,然而在解吸过程中需要大量能量,因此需要能够在更低温度下实现可逆捕获和释放CO2的吸附剂。
目前,已经报道了许多在较低温度下可实现再生的CO2吸附剂,包括金属有机框架(MOFs)、固体胺、沸石分子筛、多孔聚合物网络和离子液体等,但是却鲜有能够通过较小温度变化高效吸收大量CO2气体的吸附剂。
多孔材料是指在空间上具有均匀孔径和有序网络的材料,由于其独特的高表面积和多孔网络等优势,多孔材料在光电子材料、多相催化、吸收、分离、生物医学、微反应器、酶固定化等领域具有潜在应用。
但是普通多孔材料缺少对温度变化的敏感性,需要和刺激响应性材料合成聚合物才能满足要求。
材料设计中的刺激反应是新兴的,并为新系统提供了基础。
其中具有内部三维交联网络结构的对刺激敏感的聚合物凝胶引起了特别的关注,因为它们在接受外部刺激时会发生体积相变,即使外部刺激是环境中的微小变化,例如温度、pH值、生物分子浓度的变化,超声波、光照射或暴露在电场和/或磁场下可触发的力。
虽然这些凝胶可被视为具有液体在微尺度水平流动性的固体状材料,但响应性体积相变可伴随凝胶物理性质的变化来调节分子的传输,这在基础研究和技术应用中都具有重要意义,包括催化、传感和物质运输。
近年来,随着凝胶粒径的不断减小,聚合物微凝胶的物理性质与胶体的物理性质相结合,具有分散性好、界面面积大、交换速率快、响应速度快、尺寸合适等适用于微观领域的优点。
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