基于g-C3N4牺牲模板的形貌工程化铝稳定CaO吸附剂用于高效高温CO2捕集

本研究创新性地利用g-C3N4牺牲模板（sacrificial template）构建管状形貌的Al稳定CaO吸附剂，通过优化水热时间（15 h）和Al掺杂量（10 wt%），在20次碳化-煅烧循环后仍保持94%的初始反应活性（0.545 g CO2/g），其多孔结构和Al抑制烧结（sintering）的协同作用为高温烟气CO2捕集提供了新策略。

　　

Highlight

管状g-C₃N₄模板赋予吸附剂三大优势：

1?? 超高孔隙率——像蜂巢般的孔道结构使CO₂扩散效率提升300%

2?? 活性位点富集——表面CaO纳米颗粒密度达到传统吸附剂的2.5倍

3?? 抗烧结装甲——Al形成的Ca₁₂Al₁₄O₃₃骨架（Tammann温度891°C）像"纳米牢笼"锁住CaO颗粒

CO₂捕获性能

?? 管状吸附剂首循环容量达0.58 g/g，20次循环后仍保持"冠军性能"（0.545 g/g）

?? 动力学分析揭示：表面反应控制阶段活化能降低42%，符合Avrami分形模型

Conclusions

这项研究如同为CaO吸附剂设计了"纳米级运动服"——g-C₃N₄模板塑造的管状结构提供透气性（孔隙），Al稳定剂充当耐热纤维（抗烧结），最终打造出适应高温CO₂捕集"马拉松"的超级吸附剂。该策略为开发下一代碳捕集材料提供了仿生学设计范式。