氧化鈣碳吸附性能介紹

　　隨著人類工業(yè)活動(dòng)的發(fā)展，二氧化碳濃度逐漸增加，氣溫逐年升高。根據(jù)國家海洋和大氣管理局的統(tǒng)計(jì)，2021年5月地球大氣中的二氧化碳濃度為419ppm。預(yù)計(jì)到本世紀(jì)末，地球大氣二氧化碳濃度將增加到600~700ppm，地表溫度將上升4.5～5.0°C。溫室效應(yīng)的加劇不僅導(dǎo)致全球海平面的上升，而且威脅到人類未來的可持續(xù)發(fā)展。因此，控制二氧化碳排放，遏制溫室效應(yīng)的加劇是世界亟待解決的問題。

　　氧化鈣基材料具有較高的理論吸附量(吸附劑).原料來源廣(石灰石.近年來，各種成為二氧化碳固體吸附劑的研究對(duì)象。氧化鈣的吸附過程可分為兩個(gè)步驟：化學(xué)反應(yīng)和內(nèi)部擴(kuò)散。首先，二氧化碳與氧化鈣表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，然后沿孔隙逐漸擴(kuò)散到氧化鈣內(nèi)部。

　　隨著反應(yīng)的推進(jìn)，樣品表面新產(chǎn)生的碳酸鈣增多，堵塞氧化鈣表面孔隙，防止二氧化碳進(jìn)一步擴(kuò)散。因此，氧化鈣材料對(duì)二氧化碳的吸附能力往往低于其理論吸附能力。此外，氧化鈣基吸附劑在碳酸化/煅燒循環(huán)捕獲二氧化碳過程中由于氧化鈣顆粒的團(tuán)聚而生長.孔結(jié)構(gòu)坍塌導(dǎo)致吸附劑孔隙率下降.比表面積減小，導(dǎo)致吸附劑燒結(jié)失活，吸附容量急劇下降。

　　通過對(duì)氧化鈣的抗燒結(jié)改性，可以保持吸附劑良好的孔結(jié)構(gòu)和比表面積，從而提高氧化鈣基吸附劑的二氧化碳吸附能力。目前，抗燒結(jié)改性的研究主要包括水合作用改性.酸溶液改性和摻雜改性。水合作用改性可使氧化鈣吸附劑在碳酸化反應(yīng)階段坍塌裂紋，獲得較大的比表面積，降低煅燒階段反應(yīng)溫度和停留時(shí)間，減緩燒結(jié);制備酸溶液改性吸附劑會(huì)產(chǎn)生更多的氣體和小分子物質(zhì)，提高孔隙率;混合改性可促進(jìn)氧化鈣對(duì)二氧化碳的吸附和擴(kuò)散。

　　此外，氧化鈣基吸附劑的孔徑和比表面積對(duì)二氧化碳的吸附性能有很大的影響。當(dāng)氧化鈣的比表面積相同時(shí)，增加樣品的平均孔徑，特別是47~96nm中孔徑有利于促進(jìn)氧化鈣吸附劑的吸附速率和吸附容量。當(dāng)氧化鈣的平均孔徑相似時(shí)，增加樣品的比表面積可以改善氧化鈣CO2的吸附速率和吸附容量。