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近日，內(nèi)蒙古師范大學化學與環(huán)境科學學院阿古拉副教授課題組在化學工程領(lǐng)域國際知名期刊“Chemical Engineering Journal”(中科院一區(qū)TOP期刊，IF=15.1）上發(fā)表最新研究成果“Phosphorus-induced formation of micropores and nitrogen groups for efficient CO₂ capture: Experiments and DFT calculations”，內(nèi)蒙古師范大學碩士研究生包蘇丹和青年教師菅薇博士為共同第一作者，阿古拉副教授為通訊作者。論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.146149

黨的十八大以來，習近平總書記提出“綠水青山就是金山銀山”的發(fā)展理念日益深入人心，其深刻揭示了經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境保護之間辯證統(tǒng)一的客觀規(guī)律，為開創(chuàng)我國生態(tài)文明建設(shè)新局面提供了強大的理論指導?！疤歼_峰”“碳中和”目標的提出，為未來的綠色能源發(fā)展道路指明了方向。內(nèi)蒙古自治區(qū)主要以煤炭能源為主，其燃燒產(chǎn)生的CO₂量居全國前列，因此，減少能源碳排放、大幅調(diào)整以煤為主的能源結(jié)構(gòu)是我區(qū)解決碳達峰和碳中和問題的關(guān)鍵所在。

碳捕集與封存技術(shù)（CCS）被視為是減少CO₂排放量的一種重要方案。近年來，以生物質(zhì)為原材料制備CO₂固體吸附劑的報道逐漸增加，尤其以氮摻雜改性方式為主的研究論文。但如何進一步增加吸附劑的氮含量以及探究氮基團和CO₂相互作用機理成為一難點，且大部分研究以KOH為活化劑，對環(huán)境和設(shè)備造成了負面影響。

針對上述問題，課題組提出以磷誘導增加吸附劑的氮含量和孔隙度，并以K₂CO₃作為活化劑的氮摻雜碳材料的構(gòu)建方法。該研究以生物質(zhì)殼聚糖為碳源、三苯基膦為磷源、g-C₃N₄為氮源和自犧牲模板劑，制備了具有高CO₂吸附容量(4.50 mmol/g)、高選擇性(21%)和優(yōu)異循環(huán)穩(wěn)定性的吸附劑。通過DFT理論計算及表征實驗結(jié)果，表明磷摻雜有助于生成微孔、吡啶氮和吡咯氮基團。該研究為制備氮摻雜碳材料提供了新的合成方法，并通過PDOS計算進一步闡釋了氮基團與CO₂相互吸附機理。

該研究依托內(nèi)蒙古自治區(qū)綠色催化重點實驗室、內(nèi)蒙古自治區(qū)水環(huán)境協(xié)同創(chuàng)新中心的科研力量與成果數(shù)據(jù)，并得到內(nèi)蒙古自治區(qū)高等學校創(chuàng)新團隊（NMGIRT2302）、內(nèi)蒙古自治區(qū)自然科學基金項目（2023LHMS02001）、內(nèi)蒙古自治區(qū)高等學?？茖W技術(shù)研究項目（NJZZ23021）、內(nèi)蒙古師范大學基本科研業(yè)務(wù)費專項資金（2022JBQN085）的支持。

阿古拉  副教授，碩士生導師，南開大學博士。主要從事多孔與納米功能材料、多相催化和新型催化材料合成研究。