洁净煤技术

作者：初浩展, 张洪宇, 李博文, 曾少娟, 张香平

关键词：CO₂捕集,固体酸催化剂,溶剂催化再生,CO₂催化解吸

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5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。

来源：2025年第4期

《洁净煤技术》期刊编辑部

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