- 上一篇：国内外干燥技术的研究现状
- 下一篇：无功功率补偿国内外研究现状
一般来说，活性炭CO2吸附以物理吸附为主，为了提高吸附分离效果，可以对其进行改性，对于不同的气体组分，可以选择不同的活性炭前驱体并采取措施控制活性炭的孔径、孔容等孔结构指标。活性炭对水分的吸附优先于CO2，因此应尽量避免在含水环境使用，以减轻水分对CO2吸附性能的不利影响。
b）硅胶
硅胶是SiO2粒子的三文凝聚多孔体的总称，是无定形结构的硅酸干凝胶，具有较大比表面和多孔结构，是一种高活性吸附剂, 属非晶态物质，其化学分子式为mSiO2•nH2O[25]。
张辉等[26]采用廉价的工业硅胶，通过三塔八步工业试验，对燃煤烟道气中低浓度CO2进行了吸附捕集，探讨了置换时间、吸附周期和顺放时间等工艺条件对产品气中CO2浓度的影响，结果表明，置换时间与吸附周期对CO2浓度影响最大，其次为顺放时间与产品气流量，返流工艺影响最小。采用工业硅胶可以在保证产品气流量的情况下，将产品气浓度提高至74 %以上，有利于进一步降低CO2减排成本。梅华等[27]研究了硅胶对CO2的吸附性能与其表面微孔结构的关系，得出大的比表面、孔径分布趋向细孔化有利于硅胶对CO2的吸附，而适当的孔分布则有利于减小扩散阻力的结论。任德刚[28]认为应当选用细孔硅胶作为CO2吸附剂。有机胺能够提高硅胶的CO2吸附性能，不同有机胺的最佳涂渍浓度不同，对CO2的吸附量和吸附选择性随温度的升高而下降。因此，硅胶不适宜在较高温度下作为CO2吸附剂使用。Song等[29]研究了硅胶材料的表面改性后，对 CO2的吸附性能的改善。通过在硅胶的表面引入醋酸钙盐或者经过在含有酒精的溶液中使用硅胶凝胶法合成后，硅胶表面经过改性其碱性位得到改善，CO2很容易在硅胶表面的氧化钙上得到化学吸收，研究表明在一定量的CO2进行了化学吸收以后吸附解吸过程就形成了可逆的循环，从而改善了CO2的吸附。
c）分子筛与介孔材料
20世纪40年代，以R M Barrer为首的沸石化学家成功合成出首批低硅铝比的沸石分子筛，为以后分子筛工业与科学的大踏步发展奠定了基础。所有多孔材料的共同特征都是具有有序而均匀的孔道结构，人们[30]把孔道的尺寸范围在2 nm以下的称为微孔，对应的物质称为微孔化合物或分子筛；孔道尺寸范围在2～50 nm间的称介孔，对应的物质称为介孔材料；孔道的尺寸大于50 nm的就属于大孔范围了。
分子筛与多孔材料一般作为吸附材料、催化材料与粒子交换材料广泛应用于各工业生产过程。沸石分子筛是极性吸附剂，对极性强和不饱和的分子、易极化的极化率大的非极性分子都有更强的吸附能力。虽然CO2分子的偶极矩为零，但其碳氧键的极性和氧原子孤对电子的存在，使得CO2与沸石分子筛阳离子有强烈作用，这也就解释了条件相同时为什么同为物理吸附的沸石分子筛的吸附量高于活性炭[31]。
卞子君等[32]将MCM-41作为载体，实现材料表面氨基修饰，从而提高MCM-41材料的吸附性能。由实验结果看出高温烧结法成型的颗粒坚硬且耐溶剂性能强。采用茚三酮比色法测定氨基嫁接率，得到了吸光度与氨基浓度的回归方程。汤德平等[33]研究了不同碱介质体系（氮水、乙二胺、三乙醇胺/ NaOH）对制备MCM-41的影响，发现弱碱介质（NH3，EDA）有利于提高MCM-41的热稳定性；而采用混合碱介质（三乙醇胺/ NaOH），则可在一定程度上改善MCM-41的水热稳定性, 但随着三乙醇胺量的增加, 材料的孔径会相应的减小。Xu等[34]用聚乙烯亚胺（PEI）改性介孔材料MCM-41，发现掺入PEI后的介孔材料MCM-41仍保持了原先的结构，PEI均匀地散布在了分子筛的间隙中，在75℃的时候MCM-41-PEI-50对CO2的吸附量高达215 mgCO2/ PEI，是MCM-41介孔材料的24倍，甚至是纯PEI的两倍。CO2的吸附量随着CO2/ N2混合气中CO2的浓度增加而增加。循环吸脱附实验表明，该改性吸附剂的表现很稳定。赵会玲等[35]将氨丙基三乙氧基硅烷（APTS）和氨乙基氨丙基甲基二甲氧基硅烷（AEAPMDS）分别接枝在MCM-41和SBA-15的孔道内。表面氨基修饰量约为1.5～2.9 mmol/g。表面修饰后介孔材料的孔道仍高度有序，但比表面积减小。表面修饰前后CO2的吸附量从0. 67 mmol/g提高到2.20 mmol/g。王林芳等[36]以3-丙胺基三乙氧基硅烷（APTES）为硅烷化试剂，分别采用后修饰法和一步嫁接法将其嫁接到SBA-15的孔内，形成了功能化的介孔分子筛用于CO2吸附，结果表明，一步嫁接法更有利于实现APTES在SBA-15上的嫁接；与传统的活性炭吸附剂相比，该介孔分子筛更有利于较低分压下CO2的吸附脱除。