洁净煤技术

作者：花昌豪, 王莹, 陈萍, 顾明言, 汪辉春

关键词：生物质炭,吡咯氮,CaO,NO,CO₂,协同吸附

高效吸附剂是降低NOx及CO2排放的有效途径之一。以稻壳为原料，通过尿素、CaO改性和活化，采用试验与密度泛函理论计算相结合的方式，探究了不同含氮生物质炭以及CaO耦合掺氮生物质炭对NO、CO2及二者协同吸附性能的影响。结果表明：含氮多孔碳以微孔为主，其尿素掺混量一定时，可以促进生物炭孔隙的形成。其中BC1−2比表面积可达1491.30 m2/g，微孔率达72.5%。理论计算结果表明，在生物炭中引入含氮基团对NO和CO2吸附有提升作用。其中，在各含氮官能团中，N−5官能团对NO和CO2吸附作用最为明显。含吡咯氮生物炭（CN−5）对NO及CO2吸附较纯生物质炭吸附能分别提升143.88%和13.75%。CaO的耦合进一步增加了N−5基团对气体吸附特性的影响，CaO/CN−5对NO及CO2吸附能较CN−5提升了5倍以上。CaO和CN−5的耦合对NO/CO2共吸附具有协同促进作用。CaO/CN−5对NO/CO2共吸附能较BC、CN−5、CaO/BC分别高出514.97、502.58、35.7 kJ/mol。吸附量结果同样表明，增加含吡咯氮生物炭（CN−5）更有利于气体吸附，CaO耦合CN−5可进一步增加生物炭对气体吸附能力。273 K时，CaO/CN−5体系对NO及CO2的吸附量分别达到6.342、7.666 mmol/g，较CN−5吸附体系分别提升了2.16%和23.49%。

来源：2026年第2期

《洁净煤技术》期刊编辑部

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