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原文鏈接：研究提出胺法碳捕集溶劑的催化再生新路徑—新聞—科學網(wǎng)

近日，中國科學院廣州能源研究所研究員廖玉河聯(lián)合比利時魯汶大學和法國道達爾能源公司，在國家自然科學基金面上項目等項目的資助下，研究提出了一種酸堿協(xié)同催化胺法碳捕集溶劑再生的新路徑。相關成果發(fā)表于《自然-催化》（Nature Catalysis）。

胺溶液吸收捕獲二氧化碳是成熟的碳捕集技術之一，當前有望廣泛應用于燃煤電廠、水泥、鋼鐵等行業(yè)。但是，該技術脫附二氧化碳以再生胺溶劑需要較高溫度（>120℃），導致溶劑再生過程能耗高（占整個碳捕集過程能耗的60%以上）和溶劑降解，且高溫胺溶液腐蝕設備。

ZrO_xH_y協(xié)同催化機理圖。研究團隊供圖

針對上述問題和基于前期研究基礎，研究人員通過調控溶膠-凝膠合成方法的pH值，獲得了富含橋聯(lián)羥基和端位羥基的ZrO_xH_y固體催化劑。原位表征和動力學研究表明，無需這兩種羥基在催化劑表面的空間鄰近性，通過催化劑羥基之間的酸堿平衡和協(xié)同催化即可實現(xiàn)氨基甲酸鹽解離與質子轉移的雙循環(huán)反應，從而提升二氧化碳的脫附速率。

在固定床實驗中，ZrO_xH_y催化劑表現(xiàn)出優(yōu)異的催化性能，在95℃條件下二氧化碳從胺溶液中的脫附速率提升2.5倍，顯著降低了溶劑再生能耗和再生溫度。該催化劑也具有良好的循環(huán)穩(wěn)定性和可回收性。

相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s41929-025-01307-8