乙醇-氨基醇混合体系的多尺度表征：氢键网络调控的热力学特性及其CO2捕集性能的计算机模拟研究

【编辑推荐】本研究通过实验测量（密度、声速）与分子模拟（量子化学计算、COSMO-RS）相结合，揭示了乙醇（EtOH）与三种氨基醇（AME/BAME/ANE）混合体系的氢键（HBD/HBA）网络特征及非理想热力学行为（如超额摩尔体积），并验证了其作为非水相CO2捕集溶剂的潜力，为降低再生能耗的新型碳捕集溶剂设计提供了分子层面依据。

　　

Highlight

乙醇-氨基醇混合体系展现出显著的非理想行为，如图2a所示的密度随组成变化趋势。纯组分的密度排序为：ANE > AME > BAME > EtOH。需特别指出，所有分子均含氢键（HB）位点，既可作氢键供体（HBD）也可作受体（HBA），通过胺基（–NH₂）和羟基（–OH）形成复杂的同源/异源缔合模式。

Conclusion

本研究通过分子模拟与实验测量相结合，探究了乙醇与三种氨基醇（AME/BAME/ANE）二元混合物的性质，并对其CO₂捕集能力进行计算机模拟验证。实验结果表明，混合物呈现显著非理想性，强氢键作用深刻影响其热力学性质。分子模拟揭示了这些体系的氢键网络结构与分子动力学特征，证实了溶剂簇与CO₂的有利相互作用，为非水相碳捕集溶剂开发提供了理论依据。