论文标题：Preparation and CO₂ Adsorption Performance of Nitrogen-Doped Carbon Derived from Phenolic Resin

论文链接：https://www.mdpi.com/2311-5629/11/4/84

期刊名：C — Journal of Carbon Research

期刊主页：https://www.mdpi.com/journal/carbon

面对全球变暖带来的严峻挑战，碳捕获、利用与封存（CCUS）技术成为减排关键。近日，天津大学张东辉团队在C — Journal of Carbon Research发表研究成果，以酚醛树脂为前驱体、三聚氰胺为氮源，通过两步碳化-活化工艺制备出高性能氮掺杂碳吸附剂，在烟气CO₂捕获应用中表现优异。

传统碳基吸附剂存在CO₂吸附容量有限、选择性不足等问题，而氮掺杂改性能够有效提升碳材料表面极性和碱性，增强与CO₂的相互作用。该研究团队创新采用CO₂物理活化法，避免了化学活化带来的设备腐蚀和环境污染问题，通过系统调控前驱体掺杂比例、碳化温度和活化温度，实现了吸附性能的精准优化。

表征结果显示，所制备的氮掺杂碳材料为无定形结构，具有丰富的微孔结构和高比表面积，氮元素主要以吡啶氮和吡咯氮形式存在于碳骨架中。最优样品在25 ℃、1 bar条件下的CO?吸附容量达2.455 mmol·g^-¹，分离因子超过28，且展现出优异的循环稳定性，经过5次吸附-脱附循环后容量损失不足1%。此外，该材料还具备快速吸附动力学特性，90%的吸附容量可在3分钟内完成，为工业规模化应用奠定了基础。

研究发现，材料的CO₂吸附性能受比表面积、微孔体积、氮含量及氮构型等多因素协同影响。适度的氮掺杂能够促进孔结构发育，而过高的掺杂比例则会导致孔道堵塞，反而降低吸附性能。相较于传统化学活化制备的吸附剂，该研究开发的工艺具有操作简单、成本低廉、环境友好等优势，更适合大规模生产。

该成果为开发高效、稳定、低成本的CO?吸附材料提供了新途径，有望推动吸附法碳捕获技术在火力发电等工业领域的广泛应用，为实现“双碳”目标提供技术支撑。

相关论文信息：Xu, L.; Peng, J.; Niu, Z.; Li, W.; Zhang, D. Preparation and CO₂ Adsorption Performance of Nitrogen-Doped Carbon Derived from Phenolic Resin. C 2025, 11, 84. https://doi.org/10.3390/c11040084

C 期刊介绍

C (ISSN 2311-5629) 期刊全称为 C — Journal of Carbon Research，是聚焦碳材料及碳研究的国际性、开放获取的期刊，研究范围涵盖碳材料与碳同素异形体、碳材料的性质、表征及应用，二氧化碳利用与转化，碳循环、碳捕获与储存，碳骨架等。目前，期刊已被 Scopus、ESCI、DOAJ、CAS 等重要数据库收录。