用于二氧化碳捕獲的固體吸附劑研究概述

娜斯曼·吐爾遜

（新疆師范大學化學化工學院，新疆 烏魯木齊 830000）

1 CO2 捕獲技術簡介

隨著CO2的過度釋放，導致大自然自身的CO2凈化能力正在急劇下降[1]。CO2體積分數已從280×10-6上升到400×10-6，全球表面溫度增加0.8 ℃[2]，最新的CO2體積分數更是達到408.8×10-6[3]。Leung 等[4]通過數據分析預測到截至21 世紀末，CO2平均體積分數將再次升高到達600×10-6～700×10-6，且全球平均溫度將再次升高4.5 ℃～5.0 ℃。如果全球森林覆蓋面積都得到有效恢復，也就只能減輕每年全球CO2排放量的11%[5]。因此，對目前現有的高濃度CO2，最迫切的需求就在于積極開發基于CO2捕獲和儲存（CCS）的新技術[6]。

CO2捕獲是指燃燒后的煙氣通過分離設備以得到濃度較高的CO2的過程。在燃燒過程中形成CO2，燃燒過程的類型直接影響到適當的CO2去除過程的選擇。CO2捕獲技術已實現市場化，但通常很昂貴，包括捕獲、運輸和儲存費用在內，其成本占整個CCS 系統總成本的70%～80%[7]。因此，降低成本和減少能源消耗是需要解決的主要問題。目前，燃燒前捕獲，燃燒后捕獲及富氧燃燒是主要的CO2捕獲技術。

2 用于CO2 捕獲的固體吸附劑

2.1 物理吸附劑

2.1.1 活性炭類吸附劑

活性炭對CO2的吸附屬于物理吸附，但由于溫度過高反而不利于吸附，因此放熱反應不利于活性炭對于CO2的吸附。Guo 等[8]制備出PEI/AC、K2CO3/AC、PEI-K2CO3/AC 等活性炭基吸附劑，也因上述內容表現出了優異的吸附性能。其中，堿金屬活性炭三元復合物PEI-K2CO3/AC 的CO2吸附性能最好，它的選擇性增大、耐水性升高，吸附量可以達到3.6 mmol/g。提高活性炭材料在低壓下的吸附能力以及分離選擇性是目前研究的重點[9]。……