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二氧化碳捕集与利用技术的进展在全球气候变化的大背景下，二氧化碳（CO₂）的排放问题日益受到关注。
为了实现可持续发展和减少温室气体对环境的影响，二氧化碳捕集与利用（CCU）技术应运而生，并在近年来取得了显著的进展。
二氧化碳捕集技术是将工业过程中产生的二氧化碳进行收集和分离的过程。
目前，主要的二氧化碳捕集方法包括化学吸收法、物理吸附法、膜分离法和低温分离法等。
化学吸收法是较为成熟和广泛应用的技术之一。
它通常使用胺类溶液作为吸收剂，与二氧化碳发生化学反应，将其从混合气中吸收下来。
然后，通过加热等方式使吸收剂再生，释放出高浓度的二氧化碳。
这种方法在燃煤电厂等大型排放源的捕集中具有一定的优势，但也存在着能耗较高、吸收剂易损耗等问题。
物理吸附法依靠吸附剂对二氧化碳的物理吸附作用来实现捕集。
常见的吸附剂有活性炭、沸石等。
物理吸附法的优点是能耗相对较低，但吸附容量有限，且对二氧化碳的选择性不如化学吸收法。
膜分离法是利用具有特殊选择性的膜材料，让二氧化碳优先透过膜而实现分离。
膜分离技术具有设备简单、操作方便等优点，但目前膜的性能和稳定性还有待进一步提高。
低温分离法则是通过降低温度，使二氧化碳液化或固化，从而与其他气体分离。
这种方法适用于高浓度二氧化碳气源，但能耗较大。
在二氧化碳利用方面，也有许多令人瞩目的进展。
其中，将二氧化碳转化为化学品是一个重要的研究方向。
例如，通过催化反应，可以将二氧化碳转化为甲醇、甲酸等有机化合物。
甲醇是一种重要的化工原料，可用于生产甲醛、醋酸等产品。
此外，二氧化碳还可以用于合成碳酸酯、聚碳酸酯等高分子材料。
将二氧化碳用于提高石油采收率（EOR）也是一种常见的利用方式。
将二氧化碳注入油藏，可以降低原油的黏度，增加其流动性，从而提高采收率。
同时，二氧化碳在油藏中被长期封存，实现了减排和增产的双重效益。
另外，二氧化碳还可以用于农业领域。
例如，在温室大棚中适量增加二氧化碳浓度，可以促进植物的光合作用，提高农作物的产量。
《胺功能化吸附剂的制备及其对二氧化碳吸附性能研究》篇一一、引言随着全球工业化的快速发展，二氧化碳排放量急剧增加，导致温室效应日益严重。
因此，研究和开发有效的二氧化碳吸附技术显得尤为重要。
胺功能化吸附剂因具有高亲和性和吸附容量，成为目前最具潜力的二氧化碳吸附材料之一。
本文将探讨胺功能化吸附剂的制备方法，以及其对二氧化碳的吸附性能。
二、胺功能化吸附剂的制备胺功能化吸附剂的制备主要包括以下步骤：1. 选择合适的载体：常用的载体包括硅胶、活性炭、氧化铝等。
这些载体具有高比表面积和良好的化学稳定性，有利于提高吸附剂的吸附性能。
2. 胺基化反应：将选定的载体与胺类化合物进行化学反应，引入胺基。
常用的胺类化合物包括乙二胺、聚乙烯亚胺等。
反应过程中需控制温度、压力、反应时间等条件，以确保反应的顺利进行。
3. 洗涤与干燥：反应完成后，用适量的溶剂洗涤吸附剂，以去除未反应的原料和副产物。
然后进行干燥，以便进一步使用。
三、二氧化碳吸附性能研究二氧化碳吸附性能的研究主要从以下几个方面进行：1. 静态吸附实验：在一定的温度和压力下，将二氧化碳与胺功能化吸附剂进行接触，测定其吸附容量。
通过改变温度和压力条件，研究吸附剂对二氧化碳的吸附性能。
2. 动态吸附实验：在模拟实际工业条件下，研究胺功能化吸附剂对二氧化碳的动态吸附过程。
通过分析吸附剂的穿透曲线、饱和吸附量等数据，评价其在实际应用中的性能。
3. 再生性能研究：研究吸附剂在再生过程中的性能变化。
通过多次循环实验，评估吸附剂的再生能力和稳定性。
四、结果与讨论1. 制备结果：通过优化制备条件，成功制备了具有较高胺基含量的胺功能化吸附剂。
SEM、FT-IR等表征手段表明，胺基已成功引入载体表面。
2. 静态吸附性能：实验结果表明，胺功能化吸附剂对二氧化碳具有较高的静态吸附容量。
随着温度的降低和压力的升高，吸附容量逐渐增大。
不同胺基含量的吸附剂在相同条件下的吸附性能存在差异，表明胺基含量对吸附性能具有重要影响。
二氧化碳捕获与利用技术研究现状及应用前景二氧化碳（CO2）是一种重要的温室气体，对地球的气候变化产生着重要影响。
随着人类的经济和科技的发展，CO2的排放量不断增加，给地球带来了更多的环境问题。
为了减缓CO2的排放，减少大气污染，探索二氧化碳捕获与利用技术具有重要意义。
本文将对二氧化碳捕获与利用技术进行研究现状及应用前景的分析。
一、二氧化碳捕获技术1.化学吸收法化学吸收法是目前工业气体净化过程中最常用的方法之一，也是二氧化碳捕获技术中最成熟的一种。
它的原理是利用一种化合物吸收二氧化碳，并在降低压力或加热等条件下，从该化合物中释放出CO2。
常见的化合物有胺类、碱金属盐类、碳酸盐和离子液体等。
化学吸收法的优点是操作简单、造价低，且可连续产生CO2流。
但是该方法需要大量的清洗和循环水，并且存在一定的反应副产物和化学废物。
此外，该方法不适用于高温高压CO2流的处理。
2.物理吸附法物理吸附法是通过固体吸附剂将CO2从混合气体中吸附分离出来。
该方法操作简单，造价低，可适用于各种气体混合物的分离。
常见的固体吸附剂有硅胶、沸石、活性炭等。
然而，物理吸附法的缺点是需要高温和/或低压释放CO2，所需能量较高，往往不能满足经济上的要求。
此外，固体吸附剂的再生成本也很高，需要大量的清洗剂和热能。
3.膜分离法膜分离法是一种半透膜技术，利用其特殊的化学和物理性质，实现混合气体的分离。
该技术具有高效、低能耗和不产生废物等优点。
常见的膜材料有聚酯膜、聚碳酸酯膜、聚苯乙烯膜和聚硫醚膜等。
不过，膜分离还处于实验室研究和开发阶段，其性能和成本仍需要进一步改进和优化。
4.化学还原法化学还原法是利用金属或半导体材料还原CO2，将其转化为有用化学品的方法，如甲烷等。
该方法的优点是产品化学活性高，协同效应明显，资源利用效率高。
然而，化学还原法的反应条件比较苛刻，需要相对较高的温度和压力，且反应后的产物分离、纯化和再利用等问题较为复杂。
二、二氧化碳利用技术1.合成燃料二氧化碳合成燃料技术利用可再生能源或核能源，将二氧化碳还原为有用的燃料，如甲烷、甲醇等。
二氧化碳吸附技术摘要：I.引言- 介绍二氧化碳吸附技术- 说明其在环保和工业领域的应用II.二氧化碳吸附技术的工作原理- 吸附剂的作用- 吸附过程的描述III.常用的吸附剂- 分类介绍常用的吸附剂- 说明各种吸附剂的特点和优缺点IV.二氧化碳吸附技术的应用- 在工业领域的应用- 在环保领域的应用- 实际案例介绍V.二氧化碳吸附技术的发展趋势- 当前技术的局限性- 未来发展方向和前景正文：I.引言随着工业的发展和人类对环保意识的提高，二氧化碳吸附技术越来越受到关注。
这种技术可以有效地减少二氧化碳的排放，对于环境保护和气候变化有着重要的意义。
同时，在工业生产中，二氧化碳吸附技术也可以提高效率，降低成本。
本文将详细介绍二氧化碳吸附技术的工作原理、常用的吸附剂、应用领域以及发展趋势。
II.二氧化碳吸附技术的工作原理二氧化碳吸附技术主要利用吸附剂对二氧化碳的选择性吸附能力，将二氧化碳从气体混合物中分离出来。
吸附剂表面有许多微小的孔隙，这些孔隙能够吸附气体分子。
在吸附过程中，气体分子被吸附在吸附剂表面，形成一个薄薄的气体层，从而实现二氧化碳与其他气体的分离。
III.常用的吸附剂常用的二氧化碳吸附剂主要有四类：硅胶、活性炭、金属有机框架（MOFs）和碳纳米管。
硅胶具有良好的吸附性能和稳定性，但吸附能力有限；活性炭具有较高的吸附能力和选择性，但稳定性较差；金属有机框架（MOFs）具有很高的吸附能力和选择性，且可定制性强，但成本较高；碳纳米管具有很高的比表面积和吸附能力，但实际应用中存在一定的技术难题。
IV.二氧化碳吸附技术的应用二氧化碳吸附技术在工业和环保领域都有着广泛的应用。
在工业领域，二氧化碳吸附技术可以用于分离提纯、尾气处理等过程，提高产品纯度和生产效率。
在环保领域，二氧化碳吸附技术可以用于大气污染治理、温室气体减排等，对于改善空气质量、减缓气候变化有着重要作用。
例如，某钢铁厂采用二氧化碳吸附技术，实现了炼钢过程中二氧化碳的回收和利用，既减少了二氧化碳排放，又提高了炼钢效率。
二氧化碳吸附技术【实用版】目录一、引言二、二氧化碳吸附技术的研究背景和意义1.环境问题2.能源问题三、二氧化碳吸附技术的原理与方法1.吸附剂的选择2.吸附工艺四、二氧化碳吸附技术的应用案例1.工业废气处理2.油脂工业五、二氧化碳吸附技术的发展趋势六、总结正文一、引言随着工业化和城市化的加速发展，环境污染和能源短缺问题日益严重，其中二氧化碳排放量的增加导致的气候变化问题已成为全球关注的焦点。
因此，研究二氧化碳吸附技术具有重要的现实意义和科学价值。
二、二氧化碳吸附技术的研究背景和意义1.环境问题二氧化碳是导致温室效应的主要气体，其排放量的不断增加导致全球气候变暖，海平面上升，极端气候事件频发等问题。
因此，减少二氧化碳排放，降低大气中二氧化碳浓度，是应对气候变化的重要措施之一。
2.能源问题二氧化碳不仅是一种温室气体，还是一种宝贵的碳资源。
通过二氧化碳吸附技术，可以将大气中的二氧化碳捕获、浓缩、转化和利用，从而实现碳循环和碳中和，为我国能源转型和碳减排提供技术支持。
三、二氧化碳吸附技术的原理与方法1.吸附剂的选择吸附剂是二氧化碳吸附技术的核心，其性能直接影响到二氧化碳的吸附效果。
目前，常用的吸附剂包括活性炭、分子筛、硅胶、金属有机骨架等。
2.吸附工艺二氧化碳吸附工艺主要包括静态吸附和动态吸附两种。
静态吸附是指将吸附剂与二氧化碳混合，达到平衡后分离出吸附了二氧化碳的吸附剂。
动态吸附则是通过流动床或固定床吸附装置，使二氧化碳在吸附剂床层中流动，实现连续吸附。
四、二氧化碳吸附技术的应用案例1.工业废气处理工业生产过程中产生的废气含有大量二氧化碳，采用二氧化碳吸附技术可以有效减少废气中的二氧化碳含量，降低环境污染。
2.油脂工业在油脂工业中，二氧化碳吸附技术可以用于脱色、脱臭等工艺，提高食用油的品质。
此外，通过二氧化碳吸附技术，还可以从食用油中提取高纯度的脂肪酸甲酯，用于生物柴油生产。
五、二氧化碳吸附技术的发展趋势随着技术的发展，二氧化碳吸附技术在环保和能源领域的应用将越来越广泛。
二氧化碳的分离与储存技术研究进展近年来，人们对环境问题的关注越来越高，其中二氧化碳排放是其中一个重要话题。
随着工业化的发展，二氧化碳的排放问题变得越来越突出。
因此，研究二氧化碳的分离和储存技术成为了重要的课题。
本文将介绍二氧化碳的分离和储存技术的研究进展。
第一部分：二氧化碳的分离技术二氧化碳的分离技术主要有吸收法、膜分离法和吸附法等。
1.吸收法吸收法是将二氧化碳与某种反应性物质溶液接触，从而吸收二氧化碳的方法。
吸收剂通常是富含氢氧化钠（NaOH）或异丙醇胺（MEA）的碱性溶液。
二氧化碳与碱性溶液反应，产生碳酸盐或磷酸盐，溶液中二氧化碳浓度降低。
这种方法具有投资少，操作容易等优点。
但是，吸收剂要不断地被回收后再使用，需要消耗大量的能源，存在高耗能的问题。
2.膜分离法膜分离法是将含有二氧化碳的气体通过一种或多种膜，实现二氧化碳与其他气体分离的方法。
目前，膜分离法主要有多孔聚合物膜、有机膜、无机膜和混合膜等几种类型。
相比于吸收法，膜分离法具有分离效率高、能耗低的优点。
但是，膜分离法存在分离效率低、膜受损等问题。
3.吸附法吸附法是将气体通过吸附剂，以实现气体分离的方法。
吸附剂通常是几种类型的多孔材料，如沸石和活性炭。
二氧化碳在吸附剂表面被吸附，其他气体则不会被吸附。
吸附法具有选择性好、操作简便的优点。
但是，吸附剂容易受损、选择性不够高等问题需要解决。
第二部分：二氧化碳的储存技术储存二氧化碳是降低二氧化碳排放的有效方式。
二氧化碳的储存技术分为地下储存和化学储存两种类型。
1.地下储存地下储存是将二氧化碳注入适当的岩石层、储层和盐水层中，并密封地下储存的方法。
地下储存技术可以有效降低二氧化碳的排放，减少二氧化碳与大气中的其他气体的混合，减缓气候变化。
但是，地下储存存在地质条件的限制，如盐水层的面积、厚度和可注入量的限制等。
2.化学储存化学储存是将二氧化碳与其他化合物反应形成稳定的产品，并储存起来的方法。
这种技术可以有效地把二氧化碳储存起来，得到高附加值的产品。
燃煤电厂烟道气中二氧化碳吸附捕集过程的研究随着全球能源需求的不断增长，燃煤电厂已成为主要的能源供应来源之一。
然而，燃煤电厂的烟道气中含有大量的二氧化碳，这是导致全球变暖的主要原因之一。
因此，研究燃煤电厂烟道气中二氧化碳的吸附捕集过程，对于减少全球温室气体排放和保护环境具有重要意义。
一、烟道气中二氧化碳的来源燃煤电厂的烟道气中含有大量的二氧化碳，这是由于燃煤的化学组成所决定的。
燃煤中含有大量的碳，当燃烧时，碳与氧气反应产生二氧化碳。
燃烧煤炭的化学反应式如下：C + O2 → CO2二、二氧化碳的吸附捕集过程烟道气中的二氧化碳可以通过吸附捕集的方式进行减排。
吸附捕集是一种将气体分离出来的技术，它利用化学吸附剂或物理吸附剂将特定的气体从混合气体中分离出来。
在燃煤电厂中，常用的吸附剂是活性炭、分子筛等。
活性炭是一种多孔性吸附剂，具有很高的表面积和孔隙度。
在吸附过程中，烟道气通过活性炭床层，二氧化碳被吸附在活性炭的表面上。
当活性炭饱和时，可以通过加热或减压等方式将吸附的二氧化碳释放出来，再进行后续处理。
分子筛是一种有规则孔径的吸附剂，具有很高的选择性。
在吸附过程中，烟道气通过分子筛床层，二氧化碳被选择性地吸附在分子筛的孔道中。
当分子筛饱和时，可以通过加热或减压等方式将吸附的二氧化碳释放出来，再进行后续处理。
三、吸附捕集技术的优缺点吸附捕集技术具有以下优点：1. 可以对烟道气中的二氧化碳进行高效分离和捕集，减少大气中的温室气体排放。
2. 可以利用废弃物作为吸附剂，降低成本。
3. 可以与其他技术相结合，形成完整的二氧化碳减排系统。
但是，吸附捕集技术也存在以下缺点：1. 吸附剂的选择和设计需要考虑多种因素，如吸附剂的稳定性、选择性、再生成本等。
2. 吸附剂的再生需要消耗能量，增加了系统的能耗。
3. 吸附剂的使用寿命有限，需要定期更换。
四、结论燃煤电厂烟道气中二氧化碳的吸附捕集技术具有很高的减排效果，可以有效降低大气中的温室气体排放。
在聚乙烯亚胺10k /中孔二氧化硅（PEI-10k / MPS）和活性炭（AC）上进行CO 2 吸附焓的热力学研究。
之所以选择这些材料是因为它们在PEI的约85℃和AC的约20℃下具有高CO 2吸附容量，因此可以在宽温度范围内高效捕获CO 2。
通过实验确定吸附的CO 2的绝对量作为在不同温度下的平衡压力的函数，并且分别拟合用于PEI和AC的广义Langmuir 和Toth方程的等温线。
CO的吸附2上PEI用温度揭示青睐该过程的吸热性质。
另一方面，AC上的CO 2吸附是放热的。
PEI上的等量吸附焓大致恒定，CO 2负载量为93kJ.mol -1，证实了其化学性质和Langmuir模型的确证。
相应的AC的等量焓在〜-25 kJ.mol -1范围内，随着CO 2的加载量不断下降; 确认该过程的物理吸附性质以及吸附层内的CO 2 / CO 2相互作用是显着的。
关键词等压吸附焓; 聚乙烯亚胺10k /中孔二氧化硅; 活性炭介绍CO水平升高2排放量已经沉淀了严重的环境问题。
CO的主要来源2排放量从天然气流茎和燃烧化石燃料，所以，除去CO的尝试2从这些来源已经获得广泛的兴趣[ 1 - 3 ]。
已经提出了用于从天然气流中捕集CO 2的各种技术技术。
这些技术包括不同的物理和化学程序，包括吸收，吸附，膜和低温。
由液体胺化学吸收是最适用的工业技术的CO 2洗涤[ 4，5]。
还使用了几种固体吸附剂。
一个子集基于无机- 有机杂化吸附剂[ 6 - 8 ]。
在大多数这些吸附剂，无机基材通常是在介孔形式，在那里它提供既大量的孔体积和大表面积上，并进入其中的活性有机基团掺入[ 9 - 12 ]。
使用至今最广泛的无机中孔载体是中孔二氧化硅[ 9 - 15 ]。
在这些吸附技术，捕获CO 2上胺固定在固体吸附剂已被认为是一个伟大的有前途的方法[ 16 - 19]。
到目前为止，固定在介孔二氧化硅（MPS）的胺已经显示出具有最高的CO 2吸附能力，高的解吸速率，疏忽的腐蚀问题，并在再生过程中的能量消耗低[ 18，19 ]。
《单-双金属有机框架MOF-74（Zn、Mg、Mn）CO2的吸附性能研究》篇一单-双金属有机框架MOF-74（Zn、Mg、Mn）CO2的吸附性能研究单/双金属有机框架MOF-74（Zn、Mg、Mn）对CO2吸附性能的研究一、引言随着工业化的快速发展和人类活动的不断增加，全球气候变暖已成为当前最为关注的环境问题之一。
其中，二氧化碳（CO2）作为主要的温室气体之一，其排放量的控制与减少已经成为科学研究和社会关注的焦点。
为了有效地捕捉和存储CO2，研究新型高效吸附材料成为了当下的重要课题。
近年来，金属有机框架（MOFs）作为一种新型的多孔材料，因其高比表面积、可调控的孔道结构和优异的化学稳定性，被广泛应用于气体存储、分离和吸附等领域。
本篇论文主要研究了单/双金属有机框架MOF-74（Zn、Mg、Mn）对CO2的吸附性能。
二、MOF-74的概述MOF-74是一种具有高度多孔性的金属有机框架材料，其结构由金属离子与有机配体通过配位键连接而成。
本研究所涉及的MOF-74分别以Zn、Mg、Mn作为中心金属离子。
这些MOFs因其独特的结构和性质，在气体存储和分离等领域具有广泛的应用前景。
三、实验方法本实验通过溶剂热法合成单/双金属有机框架MOF-74（Zn、Mg、Mn），并对其CO2吸附性能进行研究。
利用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）等手段对合成的MOF-74进行表征，确定其结构和形貌。
然后，在恒温条件下，对不同MOF-74样品进行CO2吸附实验，记录吸附等温线。
四、实验结果与讨论1. 结构与形貌分析通过XRD和SEM表征，我们发现不同金属离子合成的MOF-74具有相似的框架结构，但形貌存在一定差异。
其中，Zn-MOF-74呈现规则的八面体结构，Mg-MOF-74则呈现出较为松散的团聚形态，而Mn-MOF-74则呈现出较为致密的纳米片状结构。
2. CO2吸附性能研究在恒温条件下，我们对不同MOF-74样品进行CO2吸附实验。
二氧化碳捕集与利用技术的进展与展望自工业革命以来，人类对化石能源的不断开采和利用已经导致了地球大气中二氧化碳含量的增加，同时也造成了全球气候变化的问题。
为了解决这一问题，气候科学家们一直在寻找有效的减排手段，其中二氧化碳捕集与利用技术被认为是一种有前途的减排手段。
一、二氧化碳捕集技术的发展二氧化碳捕集技术是利用人工或自然的吸附剂或化学反应等手段将工业排放的高浓度二氧化碳气体捕集或吸收，然后对其进行储存或利用。
近年来，这一技术受到了广泛的关注和研究，科学家们也在不断地探索和改进这一技术。
1. 吸附剂技术吸附剂技术是一种通过物理吸附或化学吸附捕集二氧化碳的方法。
物理吸附是通过选择性吸附剂将二氧化碳从空气中过滤掉，而化学吸附则是通过一种化学反应将二氧化碳转化为固体物质或易于分离和储存的化合物。
2. 化学反应技术化学反应技术是通过化学反应将二氧化碳转化为其他化合物或物质，以达到捕集和利用的目的。
比较常见的化学反应有碳酸钾水解法、胺溶液吸收法和固体氨基化反应法等。
3. 电化学法电化学法是一种利用电化学反应将二氧化碳转化为其他化合物的技术。
目前已经有一些研究表明，利用电化学法将二氧化碳转化为甲烷等有机化合物可以作为一种颇具前景的减排手段。
二、二氧化碳利用技术的发展在二氧化碳捕集的基础上，其二氧化碳的利用也成为了关注的焦点。
二氧化碳可以通过化学反应转化为其他物质，也可以被用于生物反应等，这些利用方式可以有效地降低二氧化碳的排放，同时也具有一定的经济价值。
1. 化学利用二氧化碳可以通过多种化学反应转化为其他物质，其中一些物质可以被应用于许多领域。
例如通过碳酸钙退火可以制造出绝缘材料和高强度建筑材料，而二氧化碳和氢可以制造出甲醇和气化合物等。
2. 生物利用利用生物反应将二氧化碳转化为有机化合物或生物质，这种方式也是一种环保的二氧化碳利用方式。
据测算，在生物技术的帮助下，每年可以将几百万吨二氧化碳变成生物质和其他化合物，这些化合物可以作为新型化工原料、食品添加剂等。
二氧化碳捕集和利用技术的研究现状和应用前景随着工业化和城市化进程的加速发展，大量的二氧化碳排放对环境和人类健康带来了重大威胁。
如何有效地控制和减少CO2的排放已经成为一个全球性难题。
因此，发掘二氧化碳捕集和利用技术，减少CO2的排放已成为应对气候变化的急切需求。
本文将介绍二氧化碳捕集和利用技术的研究现状和应用前景。
一、二氧化碳捕集技术的现状目前，主要的CO2捕集技术包括吸收、吸附、离子液体和膜分离技术。
1. 吸收技术吸收技术是一种将二氧化碳物理或化学地吸收到溶液或稀释介质中的方法。
常见的吸收剂包括氨、醇和胺等物质。
吸收技术具有成熟的市场应用和商业化前景，目前在化肥、涂料和碳酸饮料等领域得到广泛应用。
2. 吸附技术吸附技术是一种将二氧化碳通过吸附材料吸附或减少在气态中存在的方法。
吸附剂常见的材料包括硅胶、沸石和炭等。
此技术具有独特的环境适优性和高效性能，因此当前正积极开发和研究。
3. 离子液体技术离子液体技术是一种基于离子液体抽提二氧化碳的捕集技术。
离子液体在CO2的选择性抽提方面具有很强的先天性能，可从其他气体中分离和捕获。
因此，该技术具有广泛的应用前景，目前在催化剂、药物、和储能材料等方向有实际应用。
4. 膜分离技术膜分离技术是将二氧化碳从气体中通过严格分离的方法捕集。
这项技术具有选择性高、处理流程简单、模块化设计、操作和维护成本低等优点，在很多产业中拥有广阔的应用前景。
膜分离技术在电力、制药、石油和化学工业等领域中得到了广泛的应用。
二、二氧化碳利用技术现状目前，主要的二氧化碳利用技术包括化学转化、直接利用和生物化学利用。
1. 化学转化化学转化是将二氧化碳通过化学反应转化成碳化合物和持久性化学成分的方法。
这项技术已经在食品、医药和日化工业等领域有广泛的应用，并在研究期间受到越来越多的关注。
2. 直接利用直接利用是将二氧化碳通过无需化学反应的方法直接利用。
常见的直接利用包括植物固碳、稀饮料碳酸化、深度冷冻等。
捕集和转化CO2的技术现状及进展研究随着全球工业化和能源消耗不断增加，大量的二氧化碳（CO2）被释放到大气中，导致全球气候变化和环境问题日趋严重。
因此，许多工业和学术界的研究者不断探索各种捕集和转化CO2的技术，以减少其对环境的负面影响。
本文将介绍一些目前常见的CO2捕集和转化技术、其实现原理、研究进展及未来展望。
一、CO2捕集技术CO2捕集技术是通过物理、化学或生物学方法从工业废气或大气中分离CO2，以便更加容易地对其进行进一步处理或储存。
目前主要的CO2捕集技术包括吸收剂法、膜分离法和吸附剂法。
1. 吸收剂法吸收剂法是指将CO2通过溶于溶剂中来将其分离和捕集。
最常用的吸收剂是胺类化合物，它们可以与CO2发生反应，形成稳定的化合物。
目前，蒸汽改性法和混合胺法是最常见的吸收剂法。
蒸汽改性法是指在吸收剂中蒸汽加热，以增加其可反应性；混合胺法是指将两种或多种胺类化合物混合使用，以增加其对CO2的捕集效率。
2. 膜分离法膜分离法是指通过半透膜将CO2与其他气体分离开来。
主要使用的半透膜有聚氨酯、聚硅氧烷和聚甲基丙烯酸甲酯等。
此外，还有许多新型膜材料正在研发中，如金属有机骨架材料（MOFs）等。
3. 吸附剂法吸附剂法是指使用固体吸附剂将CO2分离出来。
主要的吸附剂有碳分子筛、MOFs和硅胶等。
特别是MOFs具有高比表面积、多孔性和可调理特性等优点，已经成为研究重点。
另外，还有许多新型吸附剂正在研发中，如石墨烯等。
二、CO2转化技术CO2转化技术是指将捕集到的CO2转化成其他有用的化合物或燃料，从而减少其在大气中的排放。
目前，CO2主要转化成甲烷、乙烷、甲醇、甲酸和碳酸酯等。
1. 光化学转化光化学转化是指使用太阳能或其他光源将CO2转化成其他化合物。
其中最常用的是光催化法，即使用光催化剂将CO2与水分解成甲烷、乙烯等有机物质。
此外，还有许多新型光催化剂正在研究中，如半导体纳米材料等。
2. 电化学转化电化学转化是指使用电流将CO2还原为有用的化合物或燃料。
Journal of Advances in Physical Chemistry 物理化学进展, 2017, 6(3), 121-127 Published Online August 2017 in Hans. /journal/japc https:///10.12677/japc.2017.63015文章引用: 金灿, 郑璐康, 陈琦, 肖强. 二氧化碳吸附材料研究新进展[J]. 物理化学进展, 2017, 6(3): 121-127.Recent Research Progresses on the CO 2 Adsorption MaterialsCan Jin, Lukang Zheng, Qi Chen *, Qiang XiaoInstitute of Advanced Fluorine-Containing Materials, Zhejiang Normal University, Jinhua ZhejiangReceived: Jul. 4th , 2017; accepted: Jul. 17th , 2017; published: Jul. 21st , 2017Abstract CO 2as the main greenhouse gas, the reduction of its emission is the key to curb global warming. CO 2 capture and sequestration (CCS) is of significance for the mitigation of greenhouse effect. The key of CCS is seeking for the adsorbents with high adsorption capacity, high selectivity, good thermal stability, and good recyclability. In recent years, some porous materials such as activated carbon, zeolite molecular sieves, and metal organic polymer materials have been widely applied to CO 2 adsorption. This paper firstly gives an overview introduction of the methods of CO 2 capture as well as some porous materials as CO 2 adsorbents. Afterwards, melamine based microporous polymers (MBMPs) are highlighted. Due to the advantages of the high specific surface area, the diversity of the synthetic methods, the easy functionalization, etc., MBMPs show a broad prospect of the ap-plication in gas storage and separation. KeywordsCarbon Dioxide, Capture, Adsorption, Porous Materials二氧化碳吸附材料研究新进展金 灿，郑璐康，陈 琦*，肖 强浙江师范大学含氟新材料研究所，浙江 金华收稿日期：2017年7月4日；录用日期：2017年7月17日；发布日期：2017年7月21日摘 要CO 2是导致温室效应的主要气体，减少其排放是遏制全球气候变暖的关键，CO 2的捕集与封存对于缓解温*通讯作者。
二氧化碳高温吸附剂的研究进展 ###
【摘 要】近年来 ，温室效应逐渐成为环境问题中最核心的问题之一。为了保护环境和充分利用资源，各国的科学家都开始了对CO2减排和利用的研究工作。本文主要简述了近年来对CO2高温吸附剂的研究进展及未来的发展情况。
【关键字】二氧化碳；高温吸附剂；化学吸附；活性炭；沸石分子筛 1. 引言 随着经济的高速发展，生活的不断进步，作为最主要温室气体CO2的排放量日益增加，已经严重威胁到人类的安全与可持续发展。减少CO2等温室气体的排放是当前要解决的全球核心问题之一，必须要妥善解决。例如，日本于2010年3月至2011年3月仅仅一年时间内，因化石燃料燃烧造成的二氧化碳排放量上升了4.4％，达到11.22亿吨。燃化石燃料的工厂CO2的排放方式主要是通过烟道气，烟道气的温度较高，一般都在350 ℃以上，由于气体温度较高，而大多数的常规吸附都是物理吸附。而一般的物理吸附剂吸附量随温度的升高而降低，不适于高温使用，因此对烟道气中CO2的分离一般都要进行降温等一系列处理。变温吸附过程的最大不利在于脱附周期时间过长，以致于降低了热气和吸附剂的最大接触
面积。[1] 由此可见，如何提高高温CO2吸附剂及其性能的研究具有重要的理论意义和实际应用价值。
2. 二氧化碳处理技术 目前烟道气CO2分离方法有很多种，主要方法有溶剂吸收法、膜分离、吸附法等[2]。
1-1. 溶剂吸收法 CO2 的吸收溶剂主要包括含有缩硫醇作为氧化控制剂的烷醇胺，以及含有烷基哌嗪的甲基二乙醇胺、二烃基碳酸酯、聚乙二醇二甲醚、单-硅烷基-烷基胺、正丙醇胺、吗啉衍生物等。化学吸收溶剂对气体有较好的吸收效果.但却难以推广，因为溶剂再生时需加热，能耗大，而且还存在污染空气、易氧化降解、对设备腐蚀严重等缺点[3]。
1-2．膜分离法 膜分离法是利用一些聚合材料, 如醋酸纤维和聚酰亚胺等制成的薄膜对不同气体具有不同的渗透率这一特性来分离气体, 其中包括分离膜和吸收膜两种类型。其推动力是膜两边的压差。工业上用于二氧化碳分离的膜材质主要有醋酸纤维、乙基纤维素、巨苯醚及聚砜等。近些年来, 随着材料科学的迅速发展, 涌现出不少性能优异的新型膜质材料, 如聚酰亚胺膜、聚苯氧改性膜、二胺基聚砜复合膜、含二胺的聚碳酸酯复合膜及含相对分子质量低的丙烯酸脂等[ 4], 它们均表现出了良好的二氧化碳渗透性。随着高分子材料的不断发展和制膜技术的不断完善, 膜分离法在从燃放气中分离二氧化碳方面一定会大有作为。
1-3．吸附法 鉴于以上溶剂吸收法的一系列缺点，吸附法以其设备工艺流程简单、自动化程度高、对设备腐蚀性弱、产品纯度高、能耗低、易再生等优点而引起了人们的关注。[5]吸附法主要包括物理吸附法和化学吸附法等两种方法。
1-3-1. 物理吸附法 物理吸附法主要包括活性炭吸附法、沸石分子筛法等方法。 （1）. 活性炭吸附 活性炭是一种最常见的黑色大比表面孔性吸附剂，其主要成分为无定型碳，还有少量的氢、氧、氮、硫及灰分。不同的制备工艺和活化方法制得的活性炭的理化性质和表面化学性质都会有差异。决定活性炭吸附能力大小的主要是比表面大小、孔结构特点、表面性质和吸附质的吸附。国丽荣等[1]研究了用活性炭纤维吸附俘获二氧化碳，发现了活性碳纤维复合材料分子筛具有很多引人注目的特性，如高微孔体积和较大的高比表面积，从而使得它比沸石和传统的颗 粒活性碳具有更好的吸附能力。具有降低捕获成本的潜力， （2）. 沸石分子筛 沸石分子筛是天然或人工合成的含碱金属和碱土金属氧化物的结晶硅铝酸盐。它有严格的结构和孔隙，孔隙大小因结构差异而略有变化，从而可达到对不同分子大小物质的分离。这类吸附剂常用于气体分离和净化如空气制氮、CO2的分离与纯化等，它的吸附能力亦随着温度的升高而降低。在温度为O℃、压力为101．73 Ida时，吸附C02的量为3．82 mmol／g，温度升高到175℃时，吸附量只有0℃时的23％。目前研究了用ASRT5A分子筛吸附除去太空舱中的CO2。物理吸附只有在低温下才比较显著，如果可逆的改变条件，吸附平衡发生变化，降低分压或升高温度就容易脱附。由于烟道气的高温环境和CO2的分压较低，因而此类吸
附剂并不适用[6]。
1-3-2. 化学吸附法 本文所述的几种吸附烟道气CO2的方法中，化学吸附法最常用。高温CO2化学吸收剂主要有: 氨水吸收剂、锂基吸收剂( Li2ZrO3、Li4SiO4、Li2CuO2等) 、钙基吸收剂( CaO 等) 、金属氧化物吸收剂( ZnO、CuO、MnO、PbO、Li2O 等)等。本文简单介绍氨水吸收剂法、锂吸收剂法、钙吸收剂法等几种常见得分化学吸附方法。
（1）. 氨水吸收剂法 氨气可以和CO2发生化学吸收反应，只是在烟气中含有大量的CO2，所以需要高浓度的氨气才能达到脱除CO2的目的，而氨气的爆炸极限是15％一28％，如设计不当很容易引起爆炸，因此工业流程上不直接采用氨气脱除C02。采用喷氨技术除去CO2，产物为碳酸氢铵[6]。当温度到60℃以上时碳酸氢铵会逐渐分解并释放除CO2和NH3。铵根离子是可被植物吸收的一种氮肥，它可以促进植物生长。而土壤中的碳酸根离子可以与土壤中碱土金属离子化合成稳定的碳酸盐，如CaCO3，和MgCO3。这样C02就会被永久的保留在土壤中，即使部分碳酸氢铵重新分解，释放的CO2也有利于植物的光合作用[7]。中国研究者曾经对喷NH3，吸收CO2：温室气体的机理做过深入研究[8-9],合理条件应为：28℃左右，1大气压，17 min左右的反应时间，根据实际需要调整氨水浓度的配比，使用17％一27％的氨水即可以达到80％一95％以上的脱除率，反应比较充分。
（2）. 钙基吸附剂法 钙基吸收剂是一种理想的CO2高温吸收剂。该方法是将钙基吸收剂在锻烧炉内热解成CaO，同时产生的CO2被回收，CaO 进入到碳酸化反应器捕捉化石能源利用过程中产生的CO2，形成CaCO3后再进入到锻烧炉内热解释放出CO2，反应循环进行，同时补充新鲜吸收剂。它的循环吸收反应方程式如下: CaO + CO2 → CaCO3 ； CaCO3 → CaO + CO2 CaO 作为吸收剂，在CO2体积分数为20% 的气氛下，当反应温度为550 ～ 700 ℃时，CaO 能有效地吸收CO2; 当温度为800 ℃时，生成的CaCO3开始分解， 870 ℃时分解速率最大， 700 ～ 750 ℃为其最佳吸附温度范围。它的理论吸收量可达78.6%。CaO 对CO2吸收容量比较高，而它的制备成本却比较低，同时它的使用寿命较长并具有良好的抗磨性，因此CaO 成为优选的CO2吸收剂。但以CaO 作为高温CO2脱除剂也存在缺点。例如，当CaO 颗粒与CO2发生反应时会在CaO 颗粒表面形成CaCO3产物层，它会阻碍CO2分子进一步扩到CaO 颗粒内部，从而影响了CaO 与CO2的反应，导致转化率下降，并且当煅烧温度超过900 ℃，生成的颗粒容易烧结，从而使CaO 的反应能力下降，降低了对CO2的吸收能力。因此，很多研究者对改进钙基吸收剂的缺点进行着广泛而深入的研究。[8]
（3）. 锂基吸附剂法
通过对铁酸锂( LiFeO2) 、镍酸锂( LiNiO2) 、钛酸锂( Li4TiO4) 、锆酸锂( Li2ZrO3) 、锗酸锂( Li4GeO4) 和硅酸锂( Li4SiO4) 等锂基吸收剂进行大量对比研究发现，Li4TiO4和Li4GeO4虽然在高温下也能吸收CO2，但不论是吸收量还是吸收速率均低于Li4SiO4。在高温条件下，锆酸锂和硅酸锂对CO2的吸附-脱附性能良好，因此引起了许多学者的关注和重视[9]。王银杰等[10-11]在锆酸锂和硅酸锂对CO2的吸附-脱附性研究中颇有进展，具体研究范围为吸附剂制备方法、金属离子参杂时对吸附剂吸附性的影响等。
3. 结语
全球对CO2减排的要求日益迫切，对CO2分离技术提出挑战，要求开发更多适合在模拟烟道气环境下CO2高温吸附的化学吸附剂，合成多次吸附再生循环使用的吸附剂；与此同时，解析CO2在不同吸附剂上的吸附机理，寻找最佳的方法来改性吸附剂以提高CO2的吸附量，研究CO2在吸附剂上的吸附和解吸动力学，实现最优工业化工艺条件；并发展集中多种优点的耦合分离技术以提高分离性能等。由此可见，高效吸附、无污染、低成本且可以大规模生产的CO2高温吸附剂是未来高温CO2吸收剂的发展方向，从而可以为节能减排、充分利用CO2资源、走可持续发展道路做出贡献。
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