【Objetivo】 A tecnologia de captura direta de ar (DAC) baseada em adsorventes sólidos de amina é uma tecnologia de carbono negativo que permite implantação flexível e possui importância significativa para alcançar os objetivos "duplo carbono" em nosso país. Este artigo visa explorar o mecanismo microscópico de reação entre moléculas de amina e dióxido de carbono, esclarecendo o papel dos diversos fatores que influenciam o processo de adsorção de CO₂. 【Métodos】 Através de simulações quânticas, investigou-se o mecanismo microscópico de reação entre moléculas de amina e CO₂, esclarecendo a rota da reação; foram calculadas as distribuições dos níveis de energia de adsorção dos sítios ativos reativos de diferentes modificadores de amina com CO₂, caracterizando quantitativamente as variações energéticas da reação de adsorção de CO₂, foi realizada uma análise aprofundada do mecanismo de regulação sinérgica entre as características eletrônicas dos grupos funcionais e o efeito de impedimento espacial na adsorção de CO₂; explorou-se o comportamento competitivo de adsorção entre CO₂, N₂ e H_2O, analisando a influência de diversos fatores sobre a seletividade da adsorção. 【Resultados】 A reação entre moléculas de amina e CO₂ segue um mecanismo de íon anfótero, onde a amina inicialmente reage com CO₂ para formar um intermediário iônico anfótero com cargas positiva e negativa, e posteriormente gera grupos carboxílicos ou outros produtos por reação de desprotonação; na ausência de moléculas de amina ou outras condições auxiliares, a barreira energética da reação entre monoetanolamina (MEA) e CO₂ atinge 147,18 kJ/mol, com ajuda adicional de MEA para transferência de prótons, a barreira reage baixa para 21,86 kJ/mol, com ajuda de moléculas de água, a barreira diminui para 54,50 kJ/mol; a estrutura linear reduz o efeito de impedimento estérico, aumentando assim os locais de adsorção química, apresentando o melhor desempenho na melhoria da reação com CO₂; apesar de a interação na interface MEA-CO₂ não formar ligações químicas, ainda existem fortes interações de Van der Waals entre os dois. 【Conclusão】 Os resultados podem fornecer suporte teórico para a modificação de adsorventes DAC por amina e para a melhoria do desempenho de adsorção.

captura direta de ar; resina modificada com amina; adsorção; simulação de mecânica quântica