Nano-Micro Letters8月13日讯：研究背景：氨气(NH₃)是现代工业和农业生产的重要原料，用于生产化肥、制药和合成纤维等。同时，NH₃是大气中唯一的碱性微量气体，影响环境颗粒物的酸碱性及大气化学反应等，过量NH₃的排放导致各种环境问题，如雾霾天气、生态系统富营养化、土壤酸化等。因此，含NH₃气体的有效捕集对资源高效利用和环境保护均具有重要意义。本文综述了近年来的氨捕集材料的研究进展，希望为开发具有良好稳定性、高性能的NH₃捕集材料提供指导，促进新兴材料的高效利用。

Advanced Materials for NH₃ Capture: Interaction Sites and Transport Pathways

Hai-Yan Jiang, Zao-Ming Wang, Xue-Qi Sun, Shao-Juan Zeng, Yang-Yang Guo, Lu Bai*, Ming-Shui Yao* & Xiang-Ping Zhang*.

Nano-Micro Letters (2024)16: 228

https://doi.org/10.1007/s40820-024-01425-1

本文亮点

1. 从相互作用位点和传递路径两方面综述了近年来的氨捕集材料。

2. 重点介绍了氨捕集材料的分类、工作原理、设计思路，并结合具体实例分析了其中的构效关系。

3. 概述了氨捕集材料的当前挑战和未来发展方向。

内容简介

中国科学院过程工程研究所白璐、姚明水、张香平等针对NH₃捕获过程中的关键分离介质，简要综述了离子液体和低共熔吸收剂、多孔固体吸附剂和膜分离材料的最新进展，并讨论了以多孔液体为关键捕获材料的新兴杂化技术的潜在应用，提出了NH₃捕集材料当前研究的挑战和未来的发展方向。

图文导读

材料的设计和开发是高效氨捕集的关键。一般来说，高性能材料通常含有丰富的氨吸附位点和快速的氨传递通道，从而实现氨分子的有效捕获和释放。根据材料特性和捕集原理，NH₃捕集材料可分为以下四类，如图1所示：功能吸收剂、吸附剂(多孔固体)，吸收-吸附复合材料(多孔液体)和膜分离材料。

图1. NH₃捕集材料的分类及工作原理。

膜材料

膜分离是另一个极具发展前景的NH₃捕集方法，其可以直接获得气态氨组分。然而，不同于CO₂捕集膜材料，对于氨分离膜材料的研究较少。目前的研究热点主要集中在膜材料的开发设计，以提高NH₃的渗透性和选择性。提高性能的有效的措施之一是引入相互作用位点以增强NH₃在膜表面的吸附，另一方面则是构建传输路径加速NH₃在膜中的扩散。

总结与展望

含NH₃气体的有效捕集对资源高效利用和环境保护均具有重要意义。本文从相互作用位点和传递路径两方面综述了近年来的氨捕集材料的研究进展，并讨论了以多孔液体为关键捕集材料的新兴杂化技术的潜在应用。未来发展中，结合人工智能设计并预测材料的氨捕集性能，筛选合成条件和工艺参数有望缩短研发周期。此外，大规模绿色制备方法、工艺优化自适应捕集氨气等值得进一步研究。（本刊有删节）详情见Nano-Micro Letters官网