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人类对化石燃料的大量燃烧导致了空气中CO2的过量排放，从而引发了各种环境问题，严重威胁着人类社会的发展。钙循环技术基于其高效的CO2吸附性能和经济可行性被认为是一种很有前景的CO2捕集方式。本文重点考察了有机钙源前驱体和惰性组分MgO掺杂对CaO粉末和小球吸附剂的形貌结构及CO2吸附性能的影响。
采用超声辅助法制备了Ca-MOF钙源前驱体，并与商用CaCO3相比较。将两种钙源前驱体在相同条件下焙烧制备CaO吸附剂，探究了钙源前驱体对CaO吸附剂的CO2吸附性能的影响。结果表明，由Ca-MOF衍生得到的CaO吸附剂具有更高的CO2循环吸附容量。以Ca-MOF作为钙源前驱体，通过浸渍法制备了一系列镁掺杂的钙基吸附剂粉末，探究了惰性组分MgO的掺入对CaO吸附剂形貌、结构和CO2循环吸附性能的影响。惰性组分MgO均匀地分散在吸附剂中形成有效物理阻隔，改变了吸附剂的表面形貌和孔结构，有效地增强了吸附剂的抗烧结能力和长周期吸附稳定性。随着吸附剂中MgO含量的增加，吸附剂的长周期CO2吸附稳定性逐渐提高。Ca5Mg3吸附剂表现出优良的CO2吸附性能和长周期稳定性，在30个循环后Ca5Mg3吸附剂的CO2吸附容量为10.67mmol?g-1，明显高于CaO吸附剂在30个循环后的CO2吸附容量(7.39mmol?g-1)。
采用凝胶浇铸法一步成型制备了CaO吸附剂小球，探究了钠离子的存在对吸附剂小球的形貌结构和CO2吸附性能的影响。钠离子的存在导致了吸附剂烧结，不利于吸附剂吸附CO2。采用凝胶浇铸-浸渍法制备了镁掺杂的钙基吸附剂小球，考察了惰性组分MgO的掺入对吸附剂的晶相结构、表面形貌、CO2循环吸附性能及吸附速率的影响。惰性组分MgO在钙基吸附剂小球中均匀分散，镁掺杂的钙基吸附剂小球具有较大的比表面积、较小的CaO晶粒尺寸和疏松的表面结构，从而表现出快速的CO2吸附速率、较高的CO2吸附容量和长周期稳定性。Ca2Mg1吸附剂小球在30个循环后表现出优良的CO2吸附性能(9.49mmol?g-1)、较高的CaO转化率(74.83 %)和较快的平均吸附速率(0.32mmol?g-1?min-1)。
采用超声辅助法制备了Ca-MOF钙源前驱体，并与商用CaCO3相比较。将两种钙源前驱体在相同条件下焙烧制备CaO吸附剂，探究了钙源前驱体对CaO吸附剂的CO2吸附性能的影响。结果表明，由Ca-MOF衍生得到的CaO吸附剂具有更高的CO2循环吸附容量。以Ca-MOF作为钙源前驱体，通过浸渍法制备了一系列镁掺杂的钙基吸附剂粉末，探究了惰性组分MgO的掺入对CaO吸附剂形貌、结构和CO2循环吸附性能的影响。惰性组分MgO均匀地分散在吸附剂中形成有效物理阻隔，改变了吸附剂的表面形貌和孔结构，有效地增强了吸附剂的抗烧结能力和长周期吸附稳定性。随着吸附剂中MgO含量的增加，吸附剂的长周期CO2吸附稳定性逐渐提高。Ca5Mg3吸附剂表现出优良的CO2吸附性能和长周期稳定性，在30个循环后Ca5Mg3吸附剂的CO2吸附容量为10.67mmol?g-1，明显高于CaO吸附剂在30个循环后的CO2吸附容量(7.39mmol?g-1)。
采用凝胶浇铸法一步成型制备了CaO吸附剂小球，探究了钠离子的存在对吸附剂小球的形貌结构和CO2吸附性能的影响。钠离子的存在导致了吸附剂烧结，不利于吸附剂吸附CO2。采用凝胶浇铸-浸渍法制备了镁掺杂的钙基吸附剂小球，考察了惰性组分MgO的掺入对吸附剂的晶相结构、表面形貌、CO2循环吸附性能及吸附速率的影响。惰性组分MgO在钙基吸附剂小球中均匀分散，镁掺杂的钙基吸附剂小球具有较大的比表面积、较小的CaO晶粒尺寸和疏松的表面结构，从而表现出快速的CO2吸附速率、较高的CO2吸附容量和长周期稳定性。Ca2Mg1吸附剂小球在30个循环后表现出优良的CO2吸附性能(9.49mmol?g-1)、较高的CaO转化率(74.83 %)和较快的平均吸附速率(0.32mmol?g-1?min-1)。