摘要: 二氧化碳(CO2)是近年来产生温室效应的主要气体之一.为了遏制地球温室效应的加剧,必须控制大气中CO2的浓度.因此,合成可以在高温下能直接可逆吸收CO2的性能优良的材料,减少化石燃料燃烧过程从高温炉中排放的CO2气体,具有重要的应用前景.1997年,日本东... 展开 二氧化碳(CO2)是近年来产生温室效应的主要气体之一.为了遏制地球温室效应的加剧,必须控制大气中CO2的浓度.因此,合成可以在高温下能直接可逆吸收CO2的性能优良的材料,减少化石燃料燃烧过程从高温炉中排放的CO2气体,具有重要的应用前景.1997年,日本东芝公司的研究人员首次报道了锆酸锂(Li2ZrO3)可以在450~700℃的高温范围内可逆吸收CO2的化学特性.论文中详细的研究与探讨了合成反应方法和合成反应机理,并通过多种分析测试方法认真的研究了影响合成反应过程的各种因素,阐述了反应物质和生成物质的物理和化学性质与材料吸收CO2气体的关系.大量的实验结果表明:1)合成温度影响材料的结构,从而影响其吸收CO2的性能.如单斜相(m)的Li2ZrO3对CO2无吸收,而四方相(t)的Li2ZrO3具有较好的吸收CO2性能;2)反应初始物质的结晶性质影响生成物质的气体吸收性能.与ZrO2(m)相比,由ZrO2(t)制备材料的吸收速度较快;3)掺杂化学元素的影响与反应初始物质ZrO2的结晶性质有关.如K的添加不能改善由ZrO2(t)合成的材料的性能,但对由ZrO2(m)所合成材料的吸收性能有明显的影响;4)当K2CO3的掺杂量为3mol%时,吸收速度和吸收容量达到最大,在500℃、20%CO2(vol%)气氛下保持160min即可达到平衡,吸收量可达25wt%,而且循环性能较好,经过18次循环后,材料的吸收量衰减了约0.9wt%;5)750℃制备的硅酸锂吸收CO2的速度比较快,在CO2气氛下保持10min即可达到吸收平衡,吸收量可达50wt%左右,而且它在室温下就能吸收CO2;6)尖晶石结构的LiMn2O4对CO2无吸收,而层状盐结构的LiCoO2可在650~1100℃之间吸收CO2,其最佳吸收温度为800℃,最大吸收量约达1 8wt%. 收起