第一作者和单位：解伟航 南开大学化学学院 元素有机化学国家重点实验室

通讯作者和单位：李红茹、何良年 南开大学化学学院 元素有机化学国家重点实验室

原文链接：https://doi.org/10.1002/cssc.202201004

关键词：二氧化碳捕集与利用，原位转化，固废物处理，生物基富氮材料，可持续化学

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南开大学何良年绿色化学团队提出了一种基于废弃生物质基富氮多孔炭材料的CO2捕集与原位转化策略。利用固体废弃物制备应用于CO2捕集的碳基材料，被捕集的CO2同时也被活化，可作为可再生C1资源固定在高附加值化学品中。该过程同时实现了固废物处理、CO2捕集与资源化利用。本文利用生物质废弃物大豆渣制得多孔富氮生物基碳材料，重点探讨了该碳材料对CO2的吸附机理。并对CO2在负载Zn位点后催化剂上的活化及其与炔丙基胺的原位发生羧化环化反应进行了验证，在CO2捕集基础上建立将固体废弃物处理和CO2高附加值化结合起来的巧妙策略。

背景介绍

自工业革命以来，化石燃料大量使用导致CO2的过度排放，打破了自然界原有的碳平衡，导致一系列环境问题。为应对气候变化，CO2的捕集与储存（Carbon Capture and Storage, CCS）作为大规模负碳技术之一迅速发展。不过，CCS技术的大规模应用面临着能耗以及经济性的挑战。在当前“双碳目标”下，我们率先提出的CO2捕集与利用（Carbon Capture and Utilization, CCU）策略备受关注，尤其是CO2的捕集与原位转化策略能避免高能耗的脱附过程（吸附剂的回收），将捕集（活化）的CO2原位转化为高附加值化学品、材料及能源分子。另一方面，固体废弃物的处理与回收利用，也是富有挑战的课题，固废物的不当处理会导致了一系列次生环境问题。因此，将固体废弃物的处理及其资源化、与CCU相结合，可以同时实现固废物与温室气体CO2的利用并获得有价值的产品。

研究目标

本文以储量丰富且丞待解决的生物基固体废弃物为吸附剂和催化剂前体实现CO2的捕集与原位转化获得高附加化学品。

图文精读

我们以生物质大豆渣为前驱体，制备了一系列具有高比表面积和孔体积的生物质基富氮多孔炭材料，材料的孔径分布以微孔（孔径