近日，我院蔡建军团队在钙基化学链制氢领域取得重要进展，相关成果发表于能源材料科学领域TOP期刊《Chemical Engineering Journal》（中科院/新锐期刊一区，IF：13.2），论文题目为“Effects of mineralization environments on CO₂ capture by Zr/Mg doped calcium-based sorbents and DFT calculation”。我校为论文第一完成单位，蔡建军副教授为第一作者兼通讯作者，其硕士研究生梁千浪、黎倩茹以及江苏大学罗明副教授为合作作者。
面向化学链制氢过程中的复杂矿化气氛（包含CO₂、H₂O、H₂S和HCl），该研究通过结合快速循环吸附实验与密度泛函理论计算，揭示了Zr/Mg掺杂MOF衍生钙基吸附剂的碳捕集性能及其微观作用机理。研究发现，适量的Zr/Mg掺杂能有效抑制CaO烧结，维持稳定的多孔骨架。
此外，从电子层面揭示了其微观机理。相比于未掺杂的CaO极易被酸性气体消耗表面电子，Zr原子的引入激活了d轨道态，稳固了Zr-O-Ca骨架并促进了氧空位的生成。这一独特的电子结构重构，使得该材料在较高浓度的酸性气体干扰下，依然能维持CO₂周围的电子富集，成功实现了CO₂的高效活化与捕集。
该研究不仅显著提升了钙基吸附剂在严苛工况下的循环寿命与抗烧结能力，为未来钙基化学链制氢技术的工业化应用提供了理论基础。
论文研究工作示意图
论文通过SEM、TEM、XRD、XPS等研究了掺杂钙基吸附剂在复杂矿化反应条件下的微观结构与物相演变过程。
该研究工作得到了国家自然科学基金（52266011）的资助。文章DOI：https://doi.org/10.1016/j.cej.2026.175837
（供稿： 蔡建军、王鸿静 审核:郑文亨）
