近日，黄河科技学院纳米功能材料研究所在碳捕集领域取得重要研究进展。研究所全国高校“双带头人”教师党支部书记“强国行”专项行动团队通过系统的实验表征与密度泛函理论（DFT）计算相结合，研究揭示了不同表面氧物种对CO₂捕获行为的具体贡献。相关成果发表于国际知名期刊《Chemical Communications》，我校青年教师常彬彬博士为第一作者。

有序介孔碳材料（OMCs）具有高比表面积和稳定的孔道结构，但其表面天然的非极性和疏水性导致对CO₂分子的亲和力较弱，限制了其CO₂捕集性能。表面氧功能化被认为是增强CO₂亲和力的有效策略，但不同氧物种（羧基、羟基、羰基等）在分子层面上的具体作用机制尚不明确。针对这一关键问题，本研究采用温和的H₂O₂湿法氧化策略，在保持有序介孔结构的前提下，可控地在OMCs表面接枝氧官能团。通过系统的实验表征与密度泛函理论（DFT）计算相结合，研究揭示了不同表面氧物种对CO₂捕获行为的具体贡献。主要发现如下：（1）羟基是增强CO₂捕获的关键活性位点，特别是在低压吸附下；（2）提出了“双向电荷转移+氢键网络”的增强机制；（3）发现了最优羟基密度；（4）氧功能化后，实现了选择性与吸附动力学的同步提升。

该研究成果从分子层面厘清了不同表面氧物种对CO₂捕获的差异化贡献，为高性能碳基CO₂吸附材料的设计提供了理性指导原则。

    原文链接：https://doi.org/10.1039/D6CC02528E