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Nitrogen-Doped Mesoporous Carbon for Carbon Capture - A Molecular Simulation Study

机译：氮中孔碳捕获碳的分子模拟研究

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Using molecular simulation, we investigate the effect of nitrogen doping on adsorption capacity and selectivity of CO2 versus N2 in model mesoporous carbon. We show that nitrogen doping greatly enhances CO2 adsorption capacity; with a 7 wt % dopant concentration, the adsorption capacity at 1 bar and 298 K increases from 3 to 12 mmol/g (or 48% uptake by weight). This great enhancement is due to the preferred interaction between CO2 and the electronegative nitrogen. The nitrogen doping coupled with the mesoporosity also leads to a much higher working capacity for adsorption of the CO2/N2 mixture in nitrogen-doped mesoporous carbon. In addition, the CO2/N2 selectivity is almost 5 times greater than in nondoped carbon at ambient conditions. This work indicates that nitrogen doping is a promising strategy to create mesoporous carbons for high-capacity, selective carbon capture.
机译：使用分子模拟，我们研究了氮掺杂对模型介孔碳中CO 2与N 2吸附能力和选择性的影响。我们表明，氮掺杂大大提高了CO2的吸附能力。在掺杂剂浓度为7 wt％的情况下，在1 bar和298 K下的吸附容量从3 mmol / g增加到12 mmol / g（或重量吸收48％）。这种极大的增强是由于CO2和负电性氮之间的优选相互作用。氮掺杂与中孔性相结合还导致了在氮掺杂中孔碳中吸附CO2 / N2混合物的更高的工作能力。另外，在环境条件下，CO2 / N2的选择性几乎是非掺杂碳的5倍。这项工作表明，氮掺杂是产生中孔碳用于高容量，选择性碳捕获的有前途的策略。

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