近年来，CO₂的有效捕获成为全球性研究热点。在众多技术中，使用吸附剂对燃烧后CO₂进行有效吸附，具有能源消耗少、操作简单、易再生、低成本、可以在较宽的温度、压力范围下进行吸附及解吸等优点，是目前主要的研究方向。目前，用于CO₂捕集分离的多孔吸附材料主要有沸石、活性炭、活性炭纤维、石墨烯基多孔碳、金属有机骨架化合物(MOFs)等。其中石墨烯基复合多孔材料因为具有优异的特性，在CO₂捕集分离方面获得极大关注。

聚合物与石墨烯基材料制备复合分离膜

聚合物膜的高温耐受性差、渗透率和选择性难以兼具，即高渗透率的聚合物膜一般具有较低的气体选择性，反之亦然。由有机聚合物和无机颗粒构成的混合基质膜(MMMs)结合了聚合物膜的易加工性和无机膜优异的渗透性和选择性，有效解决了这种平衡问题。在氧化石墨烯（GO）基复合膜材料中，GO 纳米片的高宽比形成长曲路径，限制较大分子的扩散，小分子具有较小的阻力，有利于其扩散，从而提高了气体的扩散率和扩散选择性。研究人员将GO作为制备混合气体分离复合膜的一种填料，制备出多选择性混合基质膜(MP- MMMs)。该MMMs具有优异的渗透性和CO₂选择性。这是因为高纵横比的GO纳米片在聚合物质中增加了气体扩散的曲折路径的长度，产生了聚合物基体和填料之间的僵化接口，进而增强了气体的扩散选择性。

金属与石墨基材料制备新型负载吸附剂

层状双金属氢氧化物( LDH)又称类水滑石，具有独特层状结构、比表面积大和表面富含碱性吸附位点等特点，广泛用于CO₂捕集及资源转化等领域。目前，科学家利用石墨烯基材料作为轻质二维电荷互补材料对LDH的稳定性和吸附容量进行改善。研究表明，向LDH中仅添加7%( wt，质量分数，下同)的GO，其对CO₂的吸附量增加了62%。有研究者通过在GO上负载层状氧化物( LDO)并浸渍碱金属(钾、钠、铯)，研究其对CO₂的吸附能力。与未负载于GO的LDH相比，其对CO₂的吸附量提高了40%，这是因为碱金属离子提高了吸附位点的密度分布，进而提高了CO₂的吸附容量。由于钾较强的碱性和均匀分布在吸附剂表面，故对提高CO₂吸附能力的效果最为显著。另有研究者利用共混法制备了不同GO含量的介孔TiO₂/GO纳米复合材料，系统评价了其作为吸附剂对燃烧后CO₂的捕获情况。结果表明，TiO₂/GO的CO₂吸附等温线符合Tot h模型。TiO₂/GO的CO₂吸附容量在25℃达1.88 mmol/g，优于许多常用吸附剂。TiO₂/GO表现出良好的CO₂吸附动力学性能并且具有较高的吸附选择性。另有研究者分别进行了石墨烯纳米结构掺铝及基于ZnO的氮掺杂还原氧化石墨烯(N-rGO-ZnO)的研究，它们均在不同程度上改善了材料对CO₂的吸附性能。

MOFs材料与石墨基材料制备复合吸附剂

MOFs材料较传统吸附材料以其结构可控、孔径孔型可调的特性成为目前吸附及储能多孔材料的研究热点。MOFs掺入MMMs中可提高其他纳米填料的分散性能。其与石墨烯材料复合后表现出优异的吸附分离特性，成为研究制备具有优良吸附分离性能多孔材料的一大热点。研究人员研究了GO与金属有机骨架材料ZIF-8的复合材料对CO₂的吸附性能，结果表现出良好的CO₂吸附能力，在-78℃、1ba r下，对CO₂的吸附量随着GO含量的增加而增加。值得注意的是，未掺杂GO样品的CO₂吸附量为27.2% (wt，质量分数，下同)，单一GO的CO₂吸附量为33%。掺杂4%GO的复合材料的CO₂吸附量为49%，掺杂20%GO的复合材料的CO₂吸附量增加到72%。这种变化归因于ZIF-8的累积效应和GO为吸附提供相互作用位点。

另有研究者在室温下合成了GO与金属有机骨架材料HKUST-1的复合材料GO＠HKUST-1。测试表明，添加2%GO的GO＠HKUST-1对CO₂的吸附容量达9.02mmol /g，与原始HKUST-1相比，吸附容量提高了32%，CO₂对GO＠HKUST-1的吸附热略大于原始 HKUST-1，表明CO₂与GO＠HKUST-1有较强的相互作用。GO＠HKUST-1的吸附选择性由原始HKUST-1的103提高到186。