2026年04月09日，中心水污染控制团队博士后张世超在Communications Chemistry发表题为“Solid phosphate buffers boost CO₂ capture performance and enable energy-lean operation in amine-functionalized adsorbents”的研究论文，该成果标志着我所在碳捕集材料的结构设计与低能耗再生研究领域取得了新的进展。Communications Chemistry属于Nature Portfolio旗下期刊，中科院一区TOP期刊，最新影响因子为6.2。本篇论文张世超为第一作者，黄笛副教授、陈春城研究员为通讯作者。

氨基功能化固态CO₂吸附剂是用于高效碳捕集的有前景的下一代材料。然而，在实际应用中面临着CO₂吸附容量、吸附动力学与再生能效之间的平衡矛盾。该研究通过磷酸盐缓冲体系的引入，构建质子穿梭网络解决这一挑战。磷酸盐介导的质子穿梭网络一方面促进了四乙烯五胺（TEPA）在介孔载体中的分散性，增强传质效率；另一方面磷酸盐缓冲微域构建原子尺度的质子转移网络，在吸附‑解吸循环中加速质子穿梭。与未改性的TEPA/MSG吸附剂相比，3HP-TEPA/MSG吸附剂的CO₂吸附量提高了18.7%，吸附动力学（达到饱和吸附容量90%所需的时间）加快了28%，再生能耗降低了27%。本工作通过质子耦合反应工程解决了固态胺吸附剂存在的容量‑动力学‑能耗三重矛盾，为设计低能耗碳捕集材料建立了新范式。

本项研究工作得到了国家自然科学基金（22136003、22206188）、湖北省自然科学基金（2024AFB630）、湖北省博士后项目（2023M742044）、湖北省宜昌市自然科学基金（A24-3-022）和武汉光电国家研究中心光化学技术创新培育项目（GHY2025PY005）的联合资助。