尽管在空气中捕集二氧化碳是一个困难的任务，二氧化碳捕集和封存技术一个可行的 方法是从大量、固定的来源（例如火力发电站）限制 CO2 的排放。燃烧后的碳捕集技术 首先需要选择性的从废气中捕集/提取（CO2~70–75%；N2 ~15–16%；CO2 ~5–7%；H2O 和~3–4%O2 和其它次要的污染物）[1]，其次是它的压缩、运输和地下储存。最初的捕集/ 提取过程特别具有挑战性，由于烟气中二氧化碳含量低，两个主要部分组成，N2 和 CO2 的相似性。在有限的范围内从材料的角度来看其区分。虽然 CO2 和 N2 存在一些重要的区

别，特别是在其分子间的相互作用和化学反应活性。这些差异必然需要设计碳捕集材料 具有牢固的、特定分子间的相互作用。

纵观所有可用的关于燃烧后二氧化碳捕集的技术（膜分离，低温蒸馏，吸收和吸附）， 最成熟的技术是水合胺选择性地与 CO2 反应。因为其腐蚀性和大型再生需要大量的能源， 这限制了该方法的大规模实施。这些问题导致了一系列的技术困难，其中最大的障碍就 是需要大量的能量来再生。目前，与燃烧后的碳捕集过程相关的能量是发电厂产生的总 能量的 30%。据预测，基于吸附捕集技术，它涉及从烟气中对 CO2 的选择性吸收，通过 二氧化碳分子和固体多孔吸附剂之间有效的分子间作用力，这可以减少再生需要的能量 超过 50%。以吸附为主的科技是有前途的，由于其操作简单、要求低、便于控制、效率 高。到目前为止，几个多孔材料例如沸石、分子筛、活性炭和共价有机骨架（COFS）已 经系统的用来研究 CO2 的捕集，但是它们仍显示出一些局限性。例如沸石，典型地表现 为快速选择性吸附的二氧化碳，但二氧化碳吸附能力低。多孔活性炭在 N2 的压力下表现 出对 CO2 的低吸附性和低选择性。文献综述

几个类型的多孔材料中，对于选择性捕集利用 CO2 金属-有机骨架（MOFs）提供了一个 具有吸引力的方法。金属-有机骨架材料是一类以金属阳离子为节点、有机配体为连接 体的多孔配位聚合物的总称，通过对金属离子和配体的合理选择，它们控制孔的尺寸/ 形状和 MOF 吸附作用，那么 MOFs 的吸收能力和选择性可以调整。这种内在结构的多样 性，导致了一系列的各种拓扑结构、组成、性能的高度多孔 MOF 材料的发现，例如破纪 录的比表面积（多达 7000 m2/g），高孔隙体积（多达 90%）和低密度（向下至 0.19 g

/cm3）[2]。化学修饰是通过 MOF 合成前或后引入所需的官能团，可以提供必要的手段来 调整气体分离与储存、催化和传感等应用。对提高分离过程的效率，例如燃烧后捕集， MOFs 提供了一个前所未有的机会来得到目标材料，这种材料可以通过可调节的相互作 用来高效的捕集 CO2。一些综述概括了在不同的 CO2 捕集技术中，MOFs 材料的存在巨大 潜力[3, 4]。但是，为了最终实施燃烧后的二氧化碳捕集，MOFs 材料必须满足几个关键标 准：

（a）MOFs 材料应在高产量、低成本、在短时间内易合成。

（b）MOFs 材料必须在纳米尺度来制备，并表现出良好的机械性能，如压制成球型以最 大限度地发挥其容积。

（c）MOFs 材料必须保持与应用相关的条件下，较高的吸附容量和二氧化碳选择性。

（d）MOFs 材料必须是热稳定和在活化后化学稳定（除去溶剂），吸附和再生过数千周 期。

（e）MOFs 材料应要求最小的能量输入使 CO2 材料再生。

本文总结了 MOF 领域有关的发展，上述标准是燃烧后碳捕集技术的实施是必要的要 求。应该指出的是，对 MOF 和燃烧后捕集相关工作尚在起步阶段。可以预期的是，对于 这样一个大规模的应用，材料合成需要进行放大，评估的性质不仅在实验室条件下，在 进入商业化捕集之前仍需要试验工厂试点这几个阶段。