【Objetivo】La tecnología de captura directa de aire (direct air capture, DAC) basada en adsorbentes de amina sólida es una tecnología negativa de carbono de despliegue flexible, con importancia significativa para lograr los objetivos de "doble carbono" en nuestro país. Este artículo tiene como objetivo explorar el mecanismo microscópico de reacción de las moléculas de amina con el dióxido de carbono, y aclarar las reglas de influencia de varios factores en el proceso de adsorción de CO₂. 【Métodos】 Mediante simulación cuántica se investigó el mecanismo microscópico de reacción entre moléculas de amina y CO₂, determinando la ruta de reacción; se calcularon las distribuciones energéticas de adsorción de los sitios reactivos de diferentes modificadores amínicos con CO₂, caracterizando cuantitativamente los cambios de energía de la reacción de adsorción de CO₂; se analizó profundamente el mecanismo de regulación sinérgica de las características electrónicas de los grupos funcionales y el efecto de impedimento estérico en la adsorción de CO₂; se investigó el comportamiento competitivo de adsorción de CO₂ con N₂ y H_2O, y se analizó la influencia de varios factores en la selectividad de adsorción. 【Resultados】 La reacción de las moléculas de amina con CO₂ sigue un mecanismo de ion anfótero, donde la amina primero reacciona con CO₂ generando un intermediario iónico anfótero con cargas positivas y negativas, y luego mediante una reacción de desprotonación genera carboxilo u otros productos; sin moléculas de amina u otras condiciones auxiliares, la barrera energética para la reacción entre monoetanolamina (MEA) y CO₂ es tan alta como 147.18 kJ/mol, con asistencia adicional de MEA en la transferencia de protones, la barrera de reacción disminuye a 21.86 kJ/mol, con asistencia de moléculas de agua, la barrera disminuye a 54.50 kJ/mol; la estructura lineal reduce el efecto de impedimento estérico aumentando así los sitios de adsorción química, por lo que muestra el mejor rendimiento en la mejora de la reacción con CO₂; aunque la interacción de la interfaz entre MEA y CO₂ no forma enlaces químicos, todavía existe una fuerte interacción de Van der Waals entre ambos. 【Conclusión】 Los resultados del estudio pueden proporcionar soporte teórico para la modificación amínica de adsorbentes DAC y la mejora del rendimiento de adsorción.

captura directa de aire;resina modificada con amina;adsorción;simulación mecánico-cuántica