全球气候变暖持续加剧带来的系列严重问题引起全社会对人为二氧化碳排放的高度关注并推动了碳捕集、利用与封存技术的发展。为实现本世纪末较工业革命前1.5°C的温升控制目标,需要负碳排放技术参与,并发挥空气CO2捕集低土地足迹、部署灵活的优势。以碱金属氢氧化物吸收与有机胺吸附为代表的中高温再生技术发展受高能耗与高成本制约,通过引入全新的再生机制,变湿吸附具备大幅降低空气捕集能耗及运行成本的潜力,但同时也存在CO2循环容量与速率偏低、吸附剂对环境湿度的耐受性较弱及过高的捕集水耗等问题。本文针对变湿吸附材料的高效季铵化设计,探索了界面亲疏水性与微-介孔结构特征对水汽氛围下超低浓度CO2吸附反应-传质过程的影响机制,在此基础上通过孔道结构与疏水性定向调控实现了面向空气CO2捕集的新型材料设计与性能优化,进一步地探索了耦合指向外电场提高材料对高湿度环境适应性的理论基础。本文分别以木质纤维素、多孔聚苯乙烯、乙烯基苄氯-氟代苯乙烯嵌段共聚物为基体合成了一系列季铵修饰聚合物类CO2吸附材料。考察了季...