《表1 不同含氮多孔有机聚合物材料对CO2的吸附量》

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《新型含氮多孔有机聚合物材料吸附CO_2的研究进展》

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CO2是对称的线性分子，其分子轨道如图1所示。分子中形成两个稳定的三中心四电子离域键，这种离域π轨道是各有两个O原子提供的2P轨道组合成的，属于非键轨道。电子云主要束缚在两个O原子上，而O原子的电负性较大，因而这两对最高占有轨道（HOMO轨道）上电子的反应性相对较差；C原子中心所处的最低占有轨道（LUMO轨道）是缺电子中心，具有Lewis酸的性质，可以看作亲电中心。CO2的分子结构决定了它是弱电子给体及强电子受体。针对CO2分子特点，有效的调节吸附剂的结构，可获得具有高吸附量和高选择性的吸附材料。含氮有机聚合物材料是一类具有较高比表面积的多孔材料，材料骨架中引入富电子的氮元素，可与CO2产生较强的物理化学作用，能够显著提高CO2的吸附量以及与其他气体的分离能力。相比分子筛、活性炭和金属有机骨架（MOFs）而言，含氮多孔有机聚合物材料的骨架完全由有机分子通过共价键连接而成，有机合成方法学的多样性，可以在很大范围内通过改变有机分子的官能团和采用不同的合成手段来构建不同功能化的含氮有机聚合物材料。另外，绝大部分含氮有机聚合物通常对空气、环境湿度或者更苛刻的环境有非常好的稳定性。依据氮物种的不同，主要可分为以下七种:芳香胺、咪唑、三唑、三嗪、三聚氰胺、偶氮类、希夫碱类等。这些含氮多孔有机聚合物材料常压下对CO2的吸附量见表1。