氧化鈣碳吸附性能介紹

　　隨著人類工業(yè)活動的發(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，2021年5月地球大氣中的二氧化碳濃度為419ppm。預(yù)計到本世紀(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象。氧化鈣的吸附過程可分為兩個步驟：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)溫度和停留時間，減緩燒結(jié);制備酸溶液改性吸附劑會產(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，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，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。