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    CaO基吸附剂捕集CO2及其抗烧结改性研究进展
    CaO基吸附剂CO2捕集抗烧结改性吸附性能材料改性
    15 浏览2025-07-19 更新pdf7.7MMB 共64页未评分
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    《CaO基吸附剂捕集CO2及其抗烧结改性研究进展》是一篇综述性质的论文,主要探讨了以氧化钙(CaO)为基础的吸附剂在二氧化碳(CO2)捕集方面的应用及性能优化方法。随着全球气候变化问题日益严峻,减少温室气体排放成为科学研究的重要方向。CO2捕集技术作为其中的关键环节,受到了广泛关注。而CaO因其成本低廉、来源广泛、吸附能力强等优点,成为一种具有潜力的CO2吸附材料。

    CaO基吸附剂在CO2捕集过程中主要通过碳酸化反应实现对CO2的吸附。这一过程涉及CaO与CO2反应生成碳酸钙(CaCO3),随后在高温下进行再生,释放出CO2并恢复CaO的吸附能力。然而,在实际应用中,CaO吸附剂容易发生烧结现象,导致其比表面积和孔隙结构发生变化,从而降低吸附效率和循环稳定性。因此,如何提高CaO基吸附剂的抗烧结性能成为研究的重点。

    近年来,研究人员针对CaO基吸附剂的烧结问题进行了大量实验和理论研究。常见的改性方法包括掺杂金属氧化物、引入多孔载体、表面包覆以及复合结构设计等。例如,掺杂Al2O3、MgO或Fe2O3等金属氧化物可以有效抑制CaO颗粒的聚集,增强其热稳定性。此外,将CaO与其他多孔材料如SiO2、Al2O3或碳材料复合,不仅能够改善其物理结构,还能提升其吸附容量和循环性能。

    在表面包覆方面,研究者尝试在CaO表面涂覆一层耐高温的物质,如TiO2、ZrO2或SiO2,以防止高温下CaO颗粒之间的直接接触,从而减缓烧结过程。这种方法在一定程度上提高了吸附剂的稳定性,但同时也可能影响其吸附活性,需要在包覆材料的选择和厚度控制上进行优化。

    复合结构设计是另一种有效的改性策略。例如,采用核壳结构,将CaO作为核心,外层包裹一层高稳定性的材料,既能保持CaO的高吸附能力,又能增强其热稳定性。此外,纳米结构的设计也受到关注,通过制备纳米级CaO颗粒,可以增大其比表面积,提高吸附效率,同时纳米材料的高表面能也有助于抑制烧结。

    除了物理改性方法,化学改性也是提升CaO基吸附剂性能的重要手段。通过调控CaO的晶体结构和表面化学性质,可以改善其与CO2的相互作用。例如,利用酸处理或碱处理改变CaO的表面官能团,有助于提高其吸附能力。此外,一些研究还探索了通过引入缺陷结构或掺杂非金属元素来调节CaO的电子结构,从而增强其对CO2的吸附性能。

    尽管CaO基吸附剂在CO2捕集领域展现出良好的前景,但在实际应用中仍面临诸多挑战。首先,CaO吸附剂在多次循环后容易发生性能衰减,尤其是在高温条件下,其吸附能力和再生效率显著下降。其次,目前的改性方法大多集中在实验室规模,如何实现规模化生产和工程应用仍是亟待解决的问题。此外,吸附剂的成本、环境影响以及回收利用等问题也需要进一步研究。

    总体而言,《CaO基吸附剂捕集CO2及其抗烧结改性研究进展》这篇论文系统总结了CaO基吸附剂在CO2捕集中的应用现状和改进方法,为后续研究提供了重要的参考。未来的研究应更加注重吸附剂的稳定性、经济性和可扩展性,推动CO2捕集技术向更高效、更环保的方向发展。

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