CO2是引起温室效应的主要气体之一，受到国际上越来越多的关注。火力发电厂作为CO2的重要排放源之一，其CO2排放量占全球排放总量的37.5％。因此从电厂高温烟气中捕获CO2对解决温室效应具有重要意义。
本文以KCl、MgO为添加剂，通过掺杂改性制备了一系列的CaO基高温CO2吸附剂。利用BET、SEM、XRD及粒度仪对吸附剂进行表征，利用TGA对吸附剂进行吸附性能测试。并考察了制备方法、掺杂元素、掺杂比例、煅烧温度、吸附温度对循环吸附性能的影响，探讨了掺杂后吸附性能得以改善的机理。
以醋酸钙源的CaO为载体，MgO为添加剂，采用新型柠檬酸法制备了CaO/MgO吸附剂。最佳工艺条件为溶液pH=2.7，n(Ca)∶n(Mg)=1:0.43，煅烧温度控制在900℃，在此条件下制备的吸附剂具有蓬松多孔的结构。利用TGA在675℃，20％ CO2吸附条件下对其进行循环吸附性能测试，经过20次循环吸附-脱附反应后吸附容量仍保持在12.4mol·kg-1，约为相同条件下碳酸钙源的CaO吸附容量的9.1倍。
以CaO为载体，KCl为添加剂，采用浸渍法制备了CaO/KCl吸附剂。KCl摩尔掺杂比例为0.007时，制备的吸附剂比表面积高达28.9 m2·g-1，并具有很好的分散性。利用TGA在690℃，20％ CO2吸附条件下对其进行循环吸附性能测试，结果表明经过20次循环吸附-脱附反应后吸附容量仍然高达9.71 mol·kg-1，比相同条件下CaO的吸附容量提高了3.66 mol·kg-1。
以CaO为载体，MgO和KCl为添加剂，采用新型柠檬酸法制备了KCl/CaO/MgO吸附剂。当n(K)∶n(Ca)∶n(Mg)=0.007∶1:0.25时，制备的吸附剂具有最佳的循环吸附性能。利用TGA在755℃，20％ CO2吸附条件下对其进行循环吸附性能测试，经过20次循环后吸附容量仍然高达10.26 mol·kg-1，下降率仅为6.7％。
在孔结构特性、分解温度及循环吸附性能三个方面对上述三种吸附剂进行比较，结果表明CaO/MgO具有最发达的孔结构和最低的分解温度;三者在650～725℃范围内的CO2吸附容量大小为:CaO/KCl＞CaO/MgO＞KCl/CaO/MgO;利用TGA在725℃，20％CO2条件下对三者进行循环吸附性能测试，结果表明三者中CaO/MgO的循环吸附性能最佳，经过20次循环吸附-脱附反应后吸附容量为10.67 mol·kg-1，比相同条件下CaO/KCl的吸附容量提高了4.43 mol·kg-1。
- 作 者：
- 张宁
- 学科专业：
- 材料学
- 授予学位：
- 硕士
- 学位授予单位：
- 南京理工大学
- 导师姓名：
- 杨毅
- 学位年度：
- 2013
- 研究方向：
- 语 种：
- chi
- 基金项目：
