固体酸催化胺溶液中CO2解吸的研究进展
杨蒙1
房昆1
王珊珊1
陆诗建2
侯婷2
杨菲2
黄志刚2
梅杰琼2
1.中国石油工程建设有限公司北京设计分公司,北京 1000852.中国矿业大学江苏省煤基温室气体减排与资源化利用重点实验室,江苏徐州 221008;中国矿业大学碳中和研究院,江苏徐州 221116
摘要：当前我国气候治理已进入"双碳"目标实施的攻坚期.CO2捕集、利用与封存(CCUS)是电力、化工、钢铁等行业实现零碳乃至负碳排放的关键托底技术.其中,燃煤烟气具有排放量大、CO2分压低的特征,基于有机胺的化学吸收法是目前最成熟有效的捕集手段,通过有机胺与CO2发生可逆反应实现高效捕集,但CO2解吸能耗过高限制了该技术的规模化应用.固体酸催化剂(SACs)通过加速质子转移和降低C—N键断裂能垒,可显著提升CO2解吸速率并降低再生温度,兼具节能降本与提升效率的双重优势.系统综述了不同种类的SACs在胺溶液中的催化CO2解吸最新研究进展,研究表明催化剂经表面修饰、磺酸化改性、催化剂表面亲水性与酸性位点密度调控等策略,可显著提升CO2解吸效率,并全面分析了催化材料的物化性能、催化剂结构及表征方法.在此基础上,进一步揭示了SACs中路易斯酸与布朗斯特酸位点的协同机制,路易斯酸吸附氧原子引发C—N键异构断裂、布朗斯特酸提供质子促进氨基甲酸盐质子化,阐述了 SACs催化CO2解吸反应机理,而催化剂碱性活性位点构筑有效促进CO2解吸效率,提升解吸性能.最后,根据不同催化剂的特点,对工业应用潜力进行了分析比较.未来研究需聚焦酸性位点稳定性提升、催化剂规模化制备及与新型吸收剂、如相变胺吸收剂的耦合设计,以推动CCUS技术低成本落地.
关键词：化学吸收法胺溶液固体酸催化表征方法催化性能
分类号：X701(一般性问题)
资助基金：中国石油天然气股份有限公司科学研究与技术开发资助项目(2021ZZ01-07)浙江省尖兵领雁研发攻关计划资助项目(2023C03156)科技创新专项资助项目(BE2023852)中央高校基本科研业务费项目(2023KYJD1004)
论文发表日期：2025-08-31
在线出版日期：2025-09-23（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：14( 51-64 )
英文信息