【二氧化碳用的吸附剂】在当前全球关注碳排放和气候变化的背景下，二氧化碳（CO₂）的捕集与封存技术成为研究热点。其中，吸附剂作为关键材料，在CO₂捕集过程中发挥着重要作用。不同的吸附剂具有各自的特性，适用于不同场景和条件。以下是对目前常见的二氧化碳吸附剂进行总结，并以表格形式展示其主要特点。
一、常见二氧化碳吸附剂概述
1. 活性炭
活性炭是一种多孔材料，因其高比表面积和良好的吸附性能被广泛用于气体分离。它对CO₂有一定的吸附能力，尤其在低温条件下表现更佳。但其选择性较低，容易吸附其他气体成分。
2. 分子筛
分子筛是一种具有规则孔道结构的硅铝酸盐材料，常用于气体分离。其孔径可调，能够根据CO₂分子大小进行选择性吸附。例如，13X型分子筛在中高温条件下对CO₂有较好的吸附效果。
3. 金属有机框架材料（MOFs）
MOFs是由金属离子或簇与有机配体通过配位键连接而成的多孔晶体材料。它们具有极高的比表面积和可调节的孔结构，对CO₂表现出优异的吸附能力和选择性。近年来，MOFs在CO₂捕集领域受到广泛关注。
4. 胺基功能化吸附剂
这类吸附剂通常以聚合物或固体载体为基础，通过化学修饰引入胺基官能团，从而增强对CO₂的吸附能力。如聚乙烯亚胺（PEI）负载于二氧化硅上的材料，可在常温下高效吸附CO₂。
5. 钙基吸附剂
钙基吸附剂如氧化钙（CaO）在高温下能与CO₂反应生成碳酸钙（CaCO₃），具有较高的吸附容量。但其再生过程需要较高温度，能耗较大。
6. 沸石
沸石是一种天然或合成的铝硅酸盐矿物，具有规则的孔道结构，可用于CO₂的吸附和分离。其吸附性能受孔径和表面性质影响较大。
二、吸附剂性能对比表
| 吸附剂类型 | 主要成分 | 吸附机制 | 吸附能力（mg/g） | 选择性 | 再生温度（℃） | 优点 | 缺点 |
| 活性炭 | 碳 | 物理吸附 | 10–30 | 低 | 常温 | 成本低，易制备 | 选择性差，易饱和 |
| 分子筛（13X） | 硅铝酸盐 | 物理吸附 | 50–80 | 中 | 100–200 | 孔径可控，稳定性好 | 吸附容量有限 |
| MOFs | 金属+有机配体 | 化学吸附/物理吸附 | 100–500 | 高 | 100–300 | 高比表面积，结构可调 | 成本高，部分材料不稳定 |
| 胺基功能化吸附剂 | 聚合物+胺基 | 化学吸附 | 150–300 | 高 | 常温 | 吸附能力强，适合工业应用 | 易降解，再生复杂 |
| 钙基吸附剂（CaO） | 氧化钙 | 化学反应 | 100–200 | 中 | 600–900 | 吸附容量大 | 再生能耗高，循环稳定性差 |
| 沸石 | 铝硅酸盐 | 物理吸附 | 30–70 | 中 | 100–200 | 天然资源丰富，成本低 | 吸附能力较弱，孔径固定 |
三、总结
二氧化碳吸附剂的选择取决于具体应用场景，如吸附温度、压力、气体组成以及经济性等因素。目前，MOFs和胺基功能化吸附剂因其高吸附能力和选择性成为研究热点，而活性炭、分子筛等传统材料仍在工业中广泛应用。未来，开发高效、低成本、易再生的新型吸附剂将是CO₂捕集技术发展的关键方向。
