“使用含碳和非含碳的固体吸附剂捕获二氧化碳”这篇综述总结了固体物理吸附剂可以用来去除二氧化碳的知识。重点讲述了各种吸附剂的改性方法,如胺功能化和增强结构性能,改善了二氧化碳的吸附性能。
由于CO2排放增加引起的全球气候变暖、海洋酸化等问题现已受到全世界的广泛关注环境和气候的压力迫使各国开始实施各种CO2减排措施,为了减少CO2气体排放、减缓全球气候变暖、减少对海洋生态的潜在影响,捕集与封存CO2被认为是经济有效、切实可行的方法。吸附分离法由于具有设备简单、操作方便、分离成本较低等优点近年来而被广泛地研究以及应用于CO2捕集。
一个典型的吸附剂应当具有以下特性:高效的吸附剂应表现出高的二氧化碳选择性;以及吸附剂必须在潮湿条件下提供高容量的二氧化碳;具有足够的机械强度;对二氧化碳有快速的吸附/脱附动力学;吸附剂再生所需能量应尽可能低。
根据以上特性,研究人员总结了一些用于二氧化碳捕获的最常用的物理固体吸附剂材料。包括活性炭、碳分子筛、碳纳米管、石墨烯、沸石以及MOFs材料,炭基吸附剂具有高导电性、高稳定性、大表面积、大孔隙体积、高孔隙率在重污染行业的废气、废水处理等方面已得到广泛应用.但较低的吸附量和再生温度,且与其他类型沸石和MOFs相比,吸附能力较低。沸石吸附剂具有大型微孔/中孔,适合环境条件中的CO2吸收,具有较低的能量损失,但吸附水的能力太强,在有水的条件下,CO2吸附量会大大降低,严重限制其应用。MOFs具有较高的CO2吸附量,比其他材料的吸附量均高,并且具有高表面积,可以调节孔隙体积。但其制备过程复杂,成本高昂,较易吸潮,水分子不易脱附,极大地限制了MOFs的大规模使用。