纳米CaO含量对CO2吸附剂性能影响研究

"该研究探讨了纳米CaO在CaO/Al2O3吸附剂中的含量对吸附剂微观结构和吸附性能的影响。通过使用纳米CaCO3和铝溶胶为原料，采用挤条法制备了不同CaO含量的CO2吸附剂颗粒。随着CaO含量的增加，比表面积、孔容和孔径都发生了显著变化，同时影响了吸附性能。当CaO含量超过一定比例时，氧化铝的形态也发生改变。" 本文是2012年发表在《高校化学工程学报》上的一篇工程技术论文，由唐琪和吴素芳共同撰写。文章主要关注的是纳米CaO在CaO/Al2O3复合吸附剂中的含量对吸附性能的影响。研究者以纳米CaCO3和铝溶胶为前驱体，通过混合制浆和挤条工艺，制备了一系列CaO含量从6%到100%的CO2吸附剂颗粒。 实验结果显示，随着CaO含量从6%提高到46%，吸附剂的比表面积从151.3m2・g・1降低至8.1m2・g・1，孔容从0.41cm3・g・1减少至0.07cm3・g・1，而孔径则从6.05nm增加到12.39nm。这表明随着CaO含量的增加，吸附剂的孔隙结构发生显著变化，孔径增大，但比表面积和孔容减小，这可能会影响吸附剂对CO2的吸附能力。当CaO含量进一步提高到46%以上，吸附剂的这些特性趋于稳定，接近纯纳米CaO的状态。 当CaO含量超过27%时，氧化铝在吸附剂中的形态变为非晶形，这可能是由于CaO与氧化铝之间的相互作用导致的。这种非晶形氧化铝可能会影响材料的物理化学性质，从而影响吸附性能。 在吸附性能方面，随着CaO含量从12%增加到83%，吸附容量从1.02molCO2・kg・1显著提升至7.05molCO2・kg・1，同时提高了吸附速率。这表明CaO含量对吸附性能有正面影响，尤其是在优化的含量范围内，可以有效增强吸附剂对CO2的吸附能力。 此外，研究发现CaO与氧化铝的比例对纳米CaO基吸附剂的微观结构和吸附性能的影响是非线性的。与纯CaO相比，添加少量氧化铝可以改善吸附剂的稳定性，提高对CO2的吸附容量，并加快吸附速率。 关键词涵盖了CaO、纳米技术、CO2吸附剂以及孔结构，强调了这些因素在设计高效CO2吸附剂中的重要性。这项研究对于理解和改进基于纳米CaO的CO2吸附剂设计具有重要的理论和实践意义，对于处理温室气体排放、尤其是二氧化碳捕集与封存技术的开发提供了科学依据。