CO2低温催化解吸研究进展及展望

近年来,工业化石燃料的持续消耗导致CO2排放量快速增长,成为加剧温室效应与全球气候变化的主要诱因,如何减少碳排放成为了亟待解决的挑战。以单乙醇胺为代表的醇胺水溶液化学吸收法因其优异的CO2吸收性能和较高的成熟度,被认为是燃烧后CO2捕集的关键技术之一。然而,该技术因再生过程能耗高、高温下溶剂挥发降解造成损耗大等问题,导致其大规模应用受到严重制约。催化解吸技术是在富CO2吸收溶剂中引入固体酸催化剂,通过加速质子转移和促进C-N键断裂来降低CO2解吸过程的活化能,提升CO2解吸效率,降低解吸温度,从而降低溶剂再生所需的显热和潜热,不仅实现再生能耗的大幅降低,同时减少溶剂蒸发和损耗,展现出巨大应用潜力,也成为国内外研究热点。本文系统综述了近五年来CO2催化解吸领域固体酸催化剂的研究进展,重点总结了固体酸催化剂的种类和特点、催化剂结构−解吸性能关系以及强化CO2解吸过程的作用机制,深入探讨了不同催化剂中Lewis酸位点、Brønsted酸位点以及碱性位点等在CO2催化解吸过程中的协同效应与反应路径,最后提出了现有CO2催化解吸研究中存在的关键科学问题和未来发展方向,以期为CO2催化解吸技术的发展提供基础和理论支撑,推动该技术在大规模、低成本碳捕集领域的工业化应用。

初浩展(2001—),男,山东莱阳人,博士研究生。E-mail:hzchu@ipe.ac.cn

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初浩展,张洪宇,李博文,等.CO2低温催化解吸研究进展及展望[J].洁净煤技术,2025,31(4):97−119.

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