研究背景

  随着全球变暖问题的日益严重，减少温室气体排放成为当务之急。除二氧化碳外，其他非二氧化碳温室气体（“非二”气体）如甲烷、氧化亚氮等具有更高的全球变暖潜能。同时，这些气体附加值高，利用高效节能的分离技术进行捕集回收，可实现变废为宝，一石二鸟。先进多孔材料如金属有机框架、共价有机框架等，因其高度易调节的孔隙结构和表面性质，在气体分离方面具有巨大潜力。

主要内容

  本文综述了先进多孔材料在“非二”气体吸附分离和膜分离方面的研究进展。在甲烷分离方面，总结了通过调节孔径大小、表面极性和引入吸附位点等策略来设计高选择性能的吸附剂。此外总结了提升甲烷氮气分离性能的基于先进多孔材料的制膜方法和策略。在氧化亚氮分离方面，总结了利用开金属位点、后修饰引入碱性基团等手段，提高了材料的选择性的策略。在氟利昂和全氟化气体分离方面，总结了调节孔径和极性、引入开金属位点以及构建含氟框架等策略，显著提高了材料的吸附容量和选择性。此外，计算模拟也助力了高性能吸附剂和膜材料的设计。总体来说，先进多孔材料在非二氧化碳温室气体分离方面展现了巨大潜力，但仍需要进一步发展，并逐渐向实现工业化靠拢。 

  图1 利用先进多孔材料（APMs）对工业上排放的非二氧化碳温室气体回收以实现其再利用价值的愿景

总结与展望

  本文总结了先进多孔材料在非二氧化碳温室气体分离方面的最新进展。这些材料展现了巨大的潜力，但仍面临较多挑战，如提高稳定性、降低成本、探索宏量制备等方面。随着全球对温室气体控制越来越重视，先进多孔材料有望在这些领域取得突破，为实现碳中和目标做出重要贡献。这也需要不同领域专家的紧密合作，推动多孔材料从实验室走向实际应用。

DOI：10.1039/d3cs00285c