CO2吸附剂研究现状综述(2)

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Na2SiO3、Li2CuO2、LiAlO2等CO2吸收剂 Li4TiO4

600-700 900 300 0.42 -小

Li4SiO4类 Li3.85Na0.15SiO4 500-680 680 180 0.34 好小

碱金属锆酸盐（Na） Na2ZrO3 500-700 >750 250 0.24 较好较大

碱金属锆酸盐（Li） Li2ZrO3 500-600 650 150 0.27 好小

化学吸附(收)剂包括：金属氧化物吸收剂m521、水滑石类混合物【53-551 、钙(镁)

基吸收剂【5岳58；631、碱金属盐吸收(收)剂【5％1；“；651等。下面列表比较其二氧化碳吸附(收)性能。由表1.2可知，金属氧化物、水滑石类混合物、钙(镁)基吸收剂、Na2SiO3、Li2CuO2、LiAlO2等尽管有一定的吸收性能，尤其是钙(镁)基吸收剂，尽管该类吸收剂饱和吸收量大，原料价廉，但具有吸收CO2后吸收剂体积变化大【66】，易导致催化剂床层坍塌；而且吸收剂易跟水蒸汽反应、吸收．解吸温度较高、吸收．解吸温差大、循环稳定性较差等缺点。

一、金属氧化物吸附剂

由于CO2是酸性气体，容易吸附在略带碱性的氧化物表面，如Na2O、K2O、CaO、MgO和Al2O3，在高温下金属氧化物均有较好的吸附能力，尤其是氧化铝，当加入碱金属（如Li2O、K2O、Na2O）或碱金属碳酸盐（如Li2CO3、K2CO3、Na2CO3），它在高温下的吸附能力较物理吸附剂可大大提高。图1.8为CO2在氧化铝 [15]上的吸附量随温度变化的情况。

不同温度时CO2在碱性氧化铝上的吸附等温线[15]

由图1.8可见，温度从20 ℃升至200 ℃时，吸附量下降，200～300 ℃时却有所升高，但仍不及20 ℃时的吸附量值，说明温度升高的确有化学吸附产生，然而此吸附作用还比较弱，不足以抵消由于温度升高导致的物理吸附量的减少，因而总体的吸附量仍低于20 ℃时的吸附量。

二、水滑石类混合物（HTlcs）

水滑石类化合物一般由2种金属的氢氧化物构成, 又称双经基金属氢氧化物, 是一类由带正电荷的双金属氢氧化物层和层间填充可交换阴离子所构成的层状化合物。这是一大类带阴离子的碱性黏土，可用通式来表示：

[(M1－x2+ Mx3+(OH)2)]x+·(Ax/nn－·mH2O)x－]

其中，M2+=Mg2+，Ni2+，Zn2+，Cu2+，Mn2+；M3+=Al3+，Fe3+，Cr3+；An−=CO3 2－，SO42－，NO3－，Cl－，OH－；x通常为0.17～0.33[16]。图1.9中为不同温度时CO2在水滑石EXM696上的吸附等温线。

不同温度时CO2在水滑石EXM696上的吸附等温线[17]

从图3中可以看出，温度从20 ℃升至200 ℃时，吸附量减小，继续升高到300 ℃时，吸附量反而增大，这是由于低温时主要表现为物理吸附，吸附量随温度升高而降低，高温时为化学吸附，温度升高吸附量反而增大，而且大于20 ℃时的吸附量。由于化学吸附的吸附热比较大，约为（8.37～41.9）×104 J/mol，化学吸附速度随温度升高而增大，故宜在高温下进行，对吸附气体有较高的选择性，反应一般不可逆或只能在1000 ℃以上的高温下分解，因而其脱附难于实现，只能进行单层或不满单层吸附，吸附量的大小与可进行化学反应的基团和物质的量成正比。