溶胶凝胶法制备CaO：高效CO2吸附性能及循环稳定性研究

本研究论文于2013年发表，主要探讨了利用溶胶凝胶燃烧法制备的CaO（氧化钙）吸附剂在处理烟气中CO2（二氧化碳）捕集和分离方面的性能。随着环境问题日益严重，尤其是化石燃料燃烧产生的大量CO2成为全球气候变化的关键因素，降低CO2排放成为必要。吸附法因其经济性和可循环性，在CO2捕集技术中备受关注，特别是钙基吸附剂，如锂基吸附剂相比，钙基吸附剂的吸附量更大且更适合长期循环使用。 钙基吸附剂的工作原理包括快速碳酸化反应和随后的缓慢反应阶段。文章制备的CaO吸附剂通过溶胶凝胶燃烧工艺制成，这种方法旨在提升吸附剂的性能。研究者对比了这种新型CaO吸附剂与普通分析纯CaO的吸附效果，运用X射线衍射(XRD)分析了制备样品的相组成，以确定其晶体结构；通过热重分析(TGA)评估了其在捕集CO2过程中的热稳定性及吸附性能；最后，使用比表面积和孔径分析仪探究了吸附剂在吸附和脱附循环过程中的表面积和孔径变化。 实验部分详细描述了吸附剂的制备过程，包括将分析纯Ca(NO3)2·4H2O溶解在去离子水中，确保钙离子和水分比例适当。通过这些步骤，研究人员期望获得具有更高比表面积和孔容的CaO吸附剂，从而提高其在CO2吸附过程中的效率和循环性能。 实验结果显示，经过10次循环后，溶胶凝胶燃烧法制备的CaO吸附剂表现出59.2%的转化率，优于普通CaO的46.6%，这归功于其优越的物理特性。该研究证实了溶胶凝胶燃烧法在改进CaO吸附剂性能方面具有潜在的优势，对于实现高效、可持续的CO2捕集和循环利用具有重要意义。 这篇论文不仅深入探讨了溶胶凝胶燃烧法制备CaO吸附剂的技术细节，还提供了实际应用中性能优化的方法，为碳捕获技术的发展提供了有价值的数据支持。