近日，课题组2023级硕士研究生赵宇凡同学在CO₂捕集领域取得新进展，研究成果以“Thermodynamic and molecular insights into CO₂ absorption using linear carboxylic esters”为题在线发表在国际化工顶级期刊《AIChE Journal》上。

酯类溶剂在煤基合成气净化过程中具有巨大潜力。实现合成气的深度脱碳不仅基于CO₂吸收性能优良的吸收剂，还需要吸收体系关键的热力学数据。但CO₂与酯体系在低温下气液平衡数据严重缺失，以及酯分子结构对CO₂吸收性能的影响未达成共识，为后续设计符合工业应用的优良吸收剂带来困难。

本研究聚焦不同碳链的线性羧酸酯吸收CO₂的实验和分子机理研究，通过低温气液相平衡实验、热力学分析、量子化学计算和分子动力学模拟从宏观和微观层次深度揭示线性羧酸酯分子结构对CO₂吸收性能的影响。研究发现烷基链的碳链长度，尤其是靠近氧原子侧烷基链长度越长，羧酸酯对CO₂的吸收性能显著下降。分子链长的延伸会产生更大的空间位阻，进而影响CO₂聚集在羧酸酯分子的羰基周围。此外，在选择的羧酸酯中，最短碳链的乙酸甲酯具有最大的CO₂溶解度。这项工作为开发高性能物理吸收剂、实现高效CO₂捕获提供了分子层面的设计指导。