硝酸铝改性葡萄糖酸钙基吸附剂的碳捕集性能研究

摘要

高温钙基吸附剂因其原料储量丰富、操作温度宽和吸附能力强的优势，成为工业尾气CO₂捕集的理想材料。然而，钙基吸附剂的主要问题是高温易失活，其吸附容量随着循环次数的增加而急剧衰减。为解决上述问题，首先采用葡萄糖酸钙作为钙基前驱体、硝酸铝作为改性材料制备CO₂吸附剂，进而利用同步热分析仪探究其CO₂捕集性能。实验结果表明：硝酸铝改性的葡萄糖酸钙吸附剂在CO₂碳酸化/煅烧循环中表现出良好的循环稳定性。其中，n(Ca²⁺)∶n(Al³⁺)为9∶1时性能最佳，20次循环累计CO₂捕集量为214.65 mmol/g，是商业CaO的2.82倍。相比之下，未掺杂硝酸铝的吸附剂20次循环累计CO₂捕集能力为206.9 mmol/g。值得注意的是，在长循环实验中，10%CG-Al-N仍然保持了优良的稳定性，100次循环平均碳捕集量为10.86 mmol/g。表征结果证实葡萄糖酸钙分解形成的三维网状多孔结构和钙铝酸盐的分散隔离作用是CO₂吸附性能和循环稳定性提升的主要原因。

关键词

碳捕集 / 葡萄糖酸钙 / 硝酸铝改性 / CO₂捕集能力

基金资助

湖南省科技创新计划项目(2025RC3021)