固廢源CaO基CO2捕集材料的制備與捕集性能研究進展

趙珂萍，李曉玉，李瑞紅，李浩然，楊天佐，猶家進，彭 康

(1.長安大學材料科學與工程學院，西安 710064；2.西安交通大學金屬材料強度國家重點實驗室，西安 710049)

0 引 言

根據國際能源署報告數據，2021年全球來自化石能源的二氧化碳(CO2)排放量增至330億噸，與2020年相比增加了15億噸。CO2排放導致溫室效應和全球氣候變化。我國近20年碳減排量遠超發達國家，為此我國正在為實現減排目標不斷努力。碳捕集、利用和封存(carbon capture, utilization and storage, CCUS)技術對我國實現堿減排目標具有關鍵作用[1]。CCUS技術是將CO2從排放源中分離出來，捕獲后運送到特定地方進行循環利用或地質儲存的技術。

燃燒前捕集、富氧燃燒和燃燒后捕集是CO2捕集的3種主要路徑。燃燒前捕集主要用于捕集整體煤氣化聯合循環(integrated gasification combined cycle, IGCC)電廠系統產生的CO2；富氧燃燒則是通過燃料在氧氣和循環煙氣(CO2和H2O)的混合物中燃燒，再將產生高濃度CO2煙氣流凈化和壓縮，最后隔離；燃燒后捕集是對高爐煙氣中CO2的捕集和分離。燃燒后CO2捕集對于燃煤電廠現有設施改造成本低，技術簡單。傳統胺溶液吸收法的吸收速度快(0.66 mmol/s[2])，CO2吸收容量大(1 mol三乙醇胺(TEA)/1 mol CO2)[3]，可捕集煙氣中80%的CO2，但其再生能耗高，溶液腐蝕設備和造成環境污染。膜分離法雖被認為是一種可替代技術，但分離CO2的成本高，吸附選擇性差，對設備要求高，且不利于對高溫排放源CO2的捕集。因此，鈣基和鋰基等固體吸附劑更適合高溫工業源CO2的捕集，且高溫CO2捕集技術已處于中試階段。目前，降低吸附劑制備成本、提高吸附穩定性和減少能耗成為高溫吸附劑工業化廣泛應用的關鍵[4]。

鋰基吸附劑主要有鋯酸鋰(Li2ZrO3)吸附劑和硅酸鋰(Li4SiO4)吸附劑，Li4SiO4吸附劑的制備成本低于Li2ZrO3吸附劑[5]，但Li4SiO4吸附劑由于CO2吸附動力問題在工業應用中受到限制[6]。相比之下，鈣基吸附劑成本低、吸附選擇性強和吸附反應穩定等優點吸引了越來越多高溫吸附劑研究者的關注。鈣循環工藝(calcium looping process, CLP)被稱為是一種有前途的第二代高溫碳捕集技術[7]。石灰石和白云石等作為主要廉價前驅體促進了鈣基吸附劑CO2捕集的發展。但眾多學者在對鈣基吸附劑長期研究中發現，CaO基吸附劑在與CO2進行多次吸附-脫附循環反應后出現吸附性能急劇衰減，使其工業化大規模應用受限。目前，研究發現含鈣固體廢棄物作為鈣源用于CO2捕集是一種可行方案，且固廢吸附材料中具有提高吸附劑循環穩定性的物質。Ma等[8]以電石渣、白云石和硝酸錳(Mn(NO)3)為原料制備的Mn/Mg協同改性的吸附劑在嚴重煅燒(CO2的體積分數為100%)的條件下經30次循環后仍具有較高的CO2捕集能力(0.46 g/g)?；谖覈}固體廢棄物的資源化利用現狀和我國面臨的碳減排需求，利用含鈣固體廢棄物制備高效鈣基CO2捕集材料可以實現固廢資源的高值化利用和促進吸附劑的發展，具有重要的環境效益、經濟效益和社會效益。

1 含鈣固體廢棄物的產生和資源化利用

國家在“十四五”規劃中明確提出推動我國大宗固體廢棄物綜合利用效率，實現大宗固體廢棄物綜合利用產業綠色高質量發展的要求。電石渣、鋼渣、造紙白泥、粉煤灰和雞蛋殼等含鈣固體廢棄物年產量大，資源化利用有限，深度開發程度不足，產品經濟價值低，市場競爭力不足，使含鈣固體廢棄物的消納量受到限制。

電石渣是氯堿工廠制備聚氯乙烯(PVC)產生的廢渣。2021年,中國PVC產量約3 750萬噸。電石渣初步統計約2 900萬噸，主要用于生產水泥、漂白劑，以及生產CaC2的原料[9]。電石渣堿含量高，含有砷和硫等有害物質，容易污染環境。

鋼渣是轉爐、電爐和精煉爐在熔煉過程中的排除產物，由氧化鈣(CaO)、二氧化硅(SiO2)、三氧化鋁(Al2O3)、氧化錳(MnO)和氧化鎂(MgO)等組成。2021年我國鋼渣產量超過1.2億噸，綜合利用率在30%左右。傳統利用途徑主要是回收廢鋼鐵、作為燒結原料和路面材料、制備微晶玻璃和鋼渣水泥。除此之外，也用于污水脫磷、重金屬吸附和有害氣體脫除。但優質鐵礦和丙酮提取等高值化利用有限，經濟效益低。

造紙白泥是制漿造紙過程中的產物，主要成分為碳酸鈣(CaCO3)。2021年全國紙漿生產總量8 177萬噸，較2020年增長10.3%。草漿造紙產生的石灰泥中Si元素含量高，易與堿性物質反應，不利于回收利用。造紙白泥主要用于硅酸鹽水泥的制備和煙氣SO2的脫除。研究[6]發現，經煅燒的造紙白泥可用于酸性氣體CO2的捕集，且CO2循環穩定性高于石灰石。

除電石渣、鋼渣和造紙白泥外，粉煤灰和高爐渣也是含鈣物質。粉煤灰是燃煤電廠煤炭燃燒產生的細灰。2021年全國粉煤灰產量超過7.5億噸,主要用于制備農用化肥、混凝土和水泥。除此以外，還用于道路填筑、重金屬離子吸附、CO2捕集和微晶玻璃制備。粉煤灰制備的鈣基吸附劑和沸石分子篩CO2捕集雖得到了一定發展，但應用率有限。除粉煤灰外，煉鐵產物高爐渣進行CO2捕集和制備高值化商品的應用率也有待提高。

雞蛋殼、貝殼和魚骨中CaCO3的質量分數高于90%，一般用于制備除氟劑、廢水改良劑和土壤改良劑，以及建筑骨料和噴涂材料。研究發現雞蛋殼等生物質傳統利用的經濟價值低，相比之下，制備化學用品(丙酸鈣、納米碳酸鈣)和其他CO2捕集材料具有較高的經濟價值，且應用潛力巨大。

除以上工業和生物質廢棄物外，廢料石和廢建筑材料是含鈣廢棄物。廢大理石是機械切割剩余的邊角料。水泥、砂子和廢石灰等建筑廢料主要用于砌磚和路基材料。

2 CaO基吸附劑的CO2捕集技術

2.1 CaO基吸附劑CO2捕集原理

CaO基吸附劑是一種廉價高效的CO2吸附材料，主要用于高溫CO2捕集。CO2捕集過程基于高溫鈣循環原理進行，CaO與CO2進行循環可逆碳酸化/煅燒反應，從而進行CO2捕集,高溫鈣循環工藝流程示意圖如圖1所示。CO2與CaO碳酸化反應是典型的氣-固反應。首先在600～700 ℃下，CaO與CO2反應生成CaCO3,然后在大于850 ℃的煅燒爐中對CaCO3煅燒，最后將解吸的CO2儲存，而將煅燒獲得的CaO進行碳酸化循環利用[10]，碳酸化/煅燒反應[11]如式(1)、(2)所示。

(1)

(2)

圖1 高溫鈣循環工藝流程示意圖[11]Fig.1 Schematic diagram of high temperature calcium looping process[11]

2.2 CaO基吸附劑CO2吸附動力學

2.3 CaO基吸附劑CO2捕集性能

CO2捕集性能的評判主要通過吸附速率、吸附容量、吸附循環穩定性和吸附選擇性等。CaO基吸附劑吸附速率快(dX/dt>0.005)[12],吸附選擇性較高，且每克吸附劑對CO2的理論吸附容量可達0.78 g。有關CaO基吸附劑性能研究發現，前驅體選擇、制備和改性方法、碳酸化/煅燒條件(溫度、時間、氣體氣氛組成)和吸附設備等均不同程度地影響CO2捕集性能。目前，CaO基吸附劑吸附循環穩定性是其研究的重點。主要原因是CaO晶粒經多次高溫吸附/煅燒后出現了燒結團聚、孔隙率下降和比表面積減少的現象，從而導致吸附性能快速衰減。

碳酸化/煅燒條件、摻雜改性和堿金屬鹽修飾均能有效改善循環穩定性。煅燒中添加水蒸氣可以促進顆粒表面的小孔向大孔發生偏移，從而不易在碳酸化過程中發生堵塞。當碳酸化過程和煅燒中均添加水蒸氣時吸附劑活性增加，孔容積增大，擴散阻力減小，有利于吸附和減緩燒結[15]。除此之外，Sun等[16]研究發現添加TiO2合成的吸附劑中產生了CaTiO3相，且均勻分布于吸附劑基體間，減緩了吸附劑的燒結。Lee等[17]研究發現Na2CO3修飾可以提高CaO基吸附劑循環穩定性和吸附動力學。Na2CO3-CaO吸附劑碳酸化反應產物為Na2Ca(CO3)2和CaCO3，Na2Ca(CO3)2高溫再生容易，從而具有良好循環穩定性。其中，Na2Ca(CO3)2和CaCO3生成過程可以用表面反應控制動力學和擴散層模型解釋，CO2在Na2CO3-CaO吸附劑上吸附及產物生成如圖2所示。

圖2 Na2CO3-CaO吸附劑的CO2吸附機理[17]Fig.2 CO2 adsorption mechanism onto Na2CO3-CaO adsorbent[17]

3 固廢源CaO基吸附劑的制備及性能

3.1 工業廢渣源CaO基吸附劑

3.1.1 電石渣源CaO基吸附劑

電石渣成分為氫氧化鈣(Ca(OH)2)和少量CaCO3。電石渣含有大量水分，主要以Ca(OH)2的方式存在，質量分數約為85%(以CaO計，質量分數為64%)，電石渣因來源不同Ca(OH)2含量略有差異。電石渣捕集CO2溫度在600～900 ℃[18]。電石渣源CaO基吸附劑主要通過煅燒、物理混合、燃燒合成和鼓泡法[19]等方法制備，且煅燒后電石渣CO2捕集性能優于石灰石和Ca(OH)2。主要因為電石渣煅燒過程中生成的Ca12Al14O33具有較高穩定性。

對提高電石渣源CaO基吸附劑的碳酸化轉化率的研究發現，高濃度蒸汽煅燒代替高濃度CO2煅燒時，CO2捕集效率從0.68提升至0.88。因為在體積分數為95%的蒸汽氣氛下，電石渣可在800 ℃下完全分解，比在體積分數為100%的CO2氣氛下低150 ℃。高濃度蒸汽煅燒具有更大燒結阻力，有利于減緩燒結，保持較高碳酸化轉化率，且高濃度蒸汽煅燒吸附劑10次循環下的碳化率是高濃度CO2煅燒的1.36倍[20]。除此之外，He等[21]提出的碳化工藝可以使經多次循環電石渣再碳酸化活性顯著增強，11次循環下的碳酸化轉化率從0.19提高至0.60。

固體廢棄物摻雜(廢塑料)和改變CaO結構均能有效改善吸附劑的性能。研究[22]發現，吸附劑中存在Ca3Al3O6時可以抑制CaO基吸附劑晶?？焖偕L，使吸附劑具有更大的比表面積和更穩定的CO2循環捕獲結構。Sun等[23]采用擠壓滾圓法制備的塑料/橡膠廢料模板改性的電石渣微球中，塑料瓶模板的電石渣含氯低，孔隙率好，具有良好循環性能。但塑料管模板改性的電石渣的初始吸附容量低，25次循環后吸附容量僅為0.123 g/g，不適合改性電石渣。除此之外，Ma等[24]以電石渣、水泥和葡萄糖制備的中空微球結構吸附劑有別于傳統實心結構吸附劑(見圖3(a))，中空微球結構吸附劑與傳統實心結構吸附劑相比具有比表面積大和吸附速率高的優點，且20次循環后CO2捕集能力仍達0.37 g/g。研究發現，合成吸附劑中生成了新相Ca12Al14O33，可以有效抑制吸附劑的團聚和燒結，降低CO2擴散阻力，對CaO的活性有穩定作用(見圖3(b)、(c))。

圖3 (a)空心核殼模型與實心球模型的比較示意圖；(b)CaO負載于Ca12Al14O33(110)表面的優化結構； (c)CaO負載于CaO(100)表面的優化結構[24]Fig.3 (a) Schematic diagram of hollow core-shell model compared with solid sphere model; (b) optimized structure of CaO cluster supported on Ca12Al14O33 (110) surface; (c) optimized structure of CaO cluster supported on CaO (100) surface[24]

3.1.2 鋼渣源CaO基吸附劑

鋼渣由CaO、硅酸二鈣(2CaO·SiO2)和硅酸三鈣(3CaO·SiO2)等組成，鋼渣中的CaO以彌散狀態存在，轉爐渣中CaO的質量分數在40%～50%，可以作為CO2吸收材料。除此之外，醋酸處理和鋁、鎂摻雜均能提高鋼渣源吸附劑的循環性能。鋼渣經醋酸萃取改性制備的吸附劑10次循環后吸附容量仍可達0.1 g/g，是10次循環后商用CaO基吸附劑容量的1.4倍[25]。Tian等[26]對吸附劑結構進行改變獲得了CaO基自穩CO2吸附劑，CO2捕集量最高可達0.50 g/g。自穩吸附劑中Mg和Al元素以MgO和Al2O3形式共存于鋼渣中，產生協同作用。其中MgO起隔離和增加孔隙率作用；Al2O3起穩定作用，以減緩CaCO3的燒結。

3.1.3 造紙白泥源CaO基吸附劑

白泥是紙漿廠造紙產生的固體廢渣，主要成分是CaCO3和少量CaSiO3，其中CaCO3的質量分數在80%～90%，平均每生產1 t紙漿，產生0.8～1 t的白泥。處理的白泥中CaO的含量雖然低于石灰石，但質量分數仍大于40%。造紙白泥中氯含量較高，導致其初始吸附容量低于石灰石。研究發現經預洗處理后的造紙白泥氯含量降低，高溫燒結得到減緩，表現出比原造紙白泥更高的CO2捕集能力。造紙白泥經預洗和長時間碳化處理后，可有效用于鈣循環技術來進行CO2吸收[27]。除此之外，Zhang等[28]以硝酸鋁和鋁土尾礦分別為摻雜劑改性造紙白泥，改性后的吸附劑保持較高的碳酸化轉化率，且摻雜硝酸鋁制備的吸附劑經30次循環后的碳酸化轉化率(30.88%)高于摻雜鋁土尾礦的吸附劑。Ma等[29]研究發現，先采用蔗糖法對造紙白泥提純后再摻雜質量分數為10%的鋁土尾礦后具有更高的碳酸化轉化率和吸附循環穩定性，50次循環下的碳酸化轉化率為38%。

3.1.4 其他工業廢棄物源CaO基吸附劑

粉煤灰包含低鈣粉煤灰和高鈣粉煤灰，低鈣粉煤灰由無煙煤燃燒產生，CaO的質量分數低于10%，其中游離CaO的質量分數低于1%，不適用于CaO基吸附劑CO2捕集。相比之下，高鈣粉煤灰是褐煤和次煙煤燃燒的產物，CaO的質量分數為15%～30%，游離CaO的質量分數大于1%。研究發現，粉煤灰中游離CaO進行CO2的捕集時干法制備的吸附劑的吸附容量高于濕法，分別為0.035和0.008 g/g。主要原因是濕法制備的粉煤灰中非晶態鈣在水中不易溶出，而干法制備的粉煤灰中CaO以游離態存在，可以快速與CO2反應生成CaCO3[30]。除此之外，Yasipourtehrani等[31]對高爐廢渣的CO2捕獲能力的研究發現，廢渣通過酸萃取法制備的CaO基吸附劑中CaO和MgO分別作為載體和穩定劑，且MgO的存在使吸附劑的平均循環失活率低至2.3%。

表1為有關工業廢渣源CaO基吸附劑的制備/改性方法和CO2吸附性能。電石渣制備的CaO基吸附劑較造紙白泥和鋼渣具有較高初始吸附容量，且吸附劑穩定改性后具有較高吸附穩定性。相比之下，鋼渣源吸附劑雖然具有一定CO2吸附能力，但初始吸附容量和循環穩定性均低于改性的電石渣和造紙白泥吸附劑。

表1 工業廢渣源CaO基吸附劑的制備/改性方法和CO2吸附性能匯總Table 1 Summary of preparation/modification methods and CO2 adsorption performances of CaO-based adsorbents from industrial waste residues

3.2 廢棄生物質源CaO基吸附劑

3.2.1 雞蛋殼源CaO基吸附劑

蛋殼中鈣以CaCO3形式存在，質量分數為83%～85%，蛋殼煅燒后的初始吸附容量高，但7次循環后吸附劑的轉化率僅有18%[32]。研究表明，酸處理、聚合物和固體廢棄物及其衍生物摻雜均能有效改善循環性能。Nawar等[33]研究發現有機酸改性蛋殼制備的CaO基吸附劑比表面積大，孔結構發達，碳酸化轉化率高，其中甲酸改性的碳酸化轉化率(55.5%)高于一水檸檬酸(55.0%)和乙酸(54.3%)。除此之外，Hsieh等[34]發現聚多巴胺(PDA)改性的吸附劑循環后吸附容量均高于三(羥甲基)氨基酰基甲烷(Tris)和聚乙烯亞胺(PEI)改性的吸附劑。雞蛋殼中CaCO3先轉化為Ca(OH)2，再采用PDA改性的CaO基吸附劑時最高吸附容量可達0.62 g/g,且10次吸附后仍有0.4 g/g。He等[35]采用檸檬酸處理的赤泥對雞蛋殼源CaO基吸附劑改性，改性吸附劑100次循環下碳酸化轉化率仍達46.67%

3.2.2 其他生物質源CaO基吸附劑

將軟體動物殼通過傳統粉碎和煅燒簡單兩步得到CaO基吸附劑，CO2捕獲容量有限，且易發生燒結。Mohamed等[36]采用質量分數為15%的生物稻殼(rice hull, RH)和黏土改性海扇殼(cockle shells, CS)的捕集性能,研究發現稻殼和黏土共同改性的吸附劑的吸附穩定性高于稻殼單獨改性的吸附劑。除此之外，含有硅、鉀、磷等元素的稻殼摻雜后吸附劑具有較高初始吸附容量，黏土雖然不參與反應但有利于改善吸附劑的形貌，減緩燒結。

表2為有關廢棄生物質源CaO基吸附劑的制備/改性方法和CO2吸附性能。由表2可知，聚多巴胺改性蛋殼的初始吸附容量略低于三(羥甲基)氨基?；淄?，但其吸附循環性能均優于三(羥甲基)氨基?；淄楹途垡蚁﹣啺犯男缘牡皻?。與聚合物改性相比，甲酸處理的初始吸附容量較低，但具有較高的循環穩定性。除此之外，貝殼等其他軟體動物殼添加生物質和黏結劑改性后吸附性能也均有所提高。

3.3 其他固廢源CaO基吸附劑

除工業廢渣和生物質外，廢石和建筑垃圾也可作為鈣源。大理石主要成分為CaCO3，質量分數高達50%。除此之外，大理石中含有少量碳酸鎂(MgCO3)和CaO。大理石為鈣源制備的CaO基吸附劑具有低失活性和高CO2捕集能力的特點，且酸改性可以進一步提高吸附性能。20次循環后，丙酸和乙酸改性吸附劑碳酸化轉化率比未改性的吸附劑分別高70.2%和76.0%[37]，且丙酸改性的吸附劑吸附容量高達0.65 g/g。但丙酸改性吸附劑的循環穩定性低于乙酸。除大理石外，Cai等[38]研究發現，采用建筑廢料制備的CaO基吸附劑中，水化石灰石制備的CaO基吸附劑的初始吸附容量(0.592 g/g)最高。相比之下，水泥基砂子的吸收容量最高僅有0.05 g/g，且純砂不能進行CO2捕集。建筑廢棄物制備的CaO基吸附劑中綜合吸附性能最佳的是水泥基石灰石。石灰石和水化石灰石的初始吸附容量高，但其循環穩定性能較差，其中石灰石的吸附循環性能最差。水化水泥制備的CaO基吸附劑雖具有一定吸附循環穩定性，但吸附容量(小于0.15 g/g)較低。

表3為其他固廢源CaO基吸附劑的制備/改性方法和CO2吸附性能。由表3可知，廢棄大理石和建筑廢料也可用于制備CaO基吸附劑。水化處理的水泥、水泥基石灰石和水泥基砂子制備的CaO基吸附劑的初始吸附容量低于水化石灰石，但吸附循環穩定性較高。與建筑廢料相比，大理石更適合作CaO基吸附劑的鈣源，且酸改性廢大理石源CaO基吸附劑具有更高的吸附循環穩定性。

表2 廢棄生物質源CaO基吸附劑的制備/改性方法和CO2吸附性能匯總Table 2 Summary of preparation/modification methods and CO2 adsorption performances of CaO-based adsorbents from waste biomass

表3 其他固廢源CaO基吸附劑的制備/改性方法和CO2吸附性能匯總Table 3 Summary of preparation/modification methods and CO2 adsorption performances of CaO-based adsorbents from other solid wastes

3.4 固體廢棄物衍生/摻雜的CaO基吸附劑

Mohamed等[39]采用蒙脫石、MgO和高嶺石對煤底灰(coal bottom ash, CBA)和貝殼衍生的CaO基吸附劑改性，改性吸附劑均出現吸附容量下降和穩定性提高的特點，且添加蒙脫石的吸附穩定性能高于MgO和高嶺石。除此之外，光伏產業廢棄物衍生的納米SiO2[40]、生物柴油[41]、漂白黏土和水泥[42]改性的CaO基吸附劑均具有較好的抗燒結性。光伏材料衍生的SiO2與CaO基吸附劑反應生成Ca2SiO4顆粒，可以阻止吸附劑燒結和保持較高吸附速率，5 min內CO2吸收量可達0.32 g/g；生物柴油副產物改性提高了CaO基吸附劑化學反應階段的CO2捕集率和恢復了失活吸附劑CO2捕獲能力；廢漂白黏土(spent bleaching clay, SBC)摻雜可以改善吸附劑的孔隙結構，提高CO2捕集能力，且摻雜10%(質量分數)熱解法處理的廢漂白黏土制備的CaO基吸附劑(lime-pyrolytic SBC, L-PC)比摻雜煅燒廢漂白黏土制備的吸附劑(lime-calcined SBC, L-CC)和有機萃取的廢漂白黏土制備的吸附劑(lime-organic extracted SBC, L-OC)具有更好的孔隙結構[42]，圖4為熱解法、煅燒法和有機萃取法處理的廢漂白黏土摻雜石灰石制備CaO基吸附劑的過程。研究發現，經20次循環后，采用質量分數為10%的SBC合成的吸附劑的CO2吸收量比采用天然石灰石的CO2吸收量高67.3%。采用質量分數為10%的水泥改性合成的吸附劑的衰減率低于摻雜質量分數為10%的熱解SBC。當CaO中同時摻雜質量分數為5%的SBC和質量分數為10%的水泥時具有協同作用，可以進一步提高CO2捕集能力。

圖4 合成吸附劑球團的制備工藝[42]Fig.4 Preparation process of synthetic adsorbent pellets[42]

表4為有關固體廢棄物摻雜衍生的CaO基吸附劑的制備/改性方法和CO2吸附性能。由表4可知，廢棄光伏材料摻雜的CaO基吸附劑的CO2吸附穩定性優于廢漂白黏土和水泥。由于廢漂白黏土和水泥混合摻雜具有協同作用，所以廢漂白黏土和水泥單一摻雜改性的循環穩定性和初始吸附容量均低于水泥和黏土共同改性的吸附劑。

表4 固體廢棄物摻雜衍生的CaO基吸附劑的制備/改性方法和CO2吸附性能匯總Table 4 Summary of preparation/modification methods and CO2 adsorption performances of CaO-based adsorbents derived from solid waste doping

續表

4 固廢源CaO基吸附劑的應用潛力

目前，利用CaO基吸附劑進行工業CO2捕集應用已經到中試階段。CaO基吸附劑在水泥，鋼鐵和熱電廠CO2捕集，以及生物制氫等領域的應用正在不斷完善，具有極大的應用潛力。

5 結語與展望

電石渣、鋼渣和造紙白泥等傳統固體廢棄物資源化利用有限，造成資源浪費、經濟損失和環境污染。

針對我國面臨的固體廢棄物高品位綜合利用現狀和碳減排的迫切需求，利用含鈣固體廢棄物制備高效CaO基CO2捕集材料將有利于實現固體廢棄物資源高值化利用、以廢治廢和清潔生產，具有重要的環境效益、經濟效益和社會效益。

工業固體廢棄物制備的吸附劑進行CO2吸附是可行的，且相比天然礦石，廢棄物含有復雜的元素，可以改善其吸附循環性能。

CaO基吸附劑可以實現燃煤電廠和鋼廠大規模CO2的捕集，以及增強生物質氣化制H2。固廢源CaO基CO2捕集材料是實現減排目標不可或缺的重要推力。