核壳结构Al-Zr共修饰CaO吸附剂增强CO2捕获的微观机制与氧空位效应研究

本文推荐：该研究通过简易一锅煅烧法合成核壳结构Al-Zr共修饰CaO吸附剂，揭示了其卓越的CO2捕获性能（0.53 g-CO2/g-ads，40次循环）。通过微结构分析（XRD/SEM/TEM）和氧空位表征，证明CaZrO3外壳通过促进O2?迁移和CO2扩散（CCUS技术关键步骤），显著提升钙循环（Calcium looping）吸附动力学，为高温碳捕集材料设计提供新思路。

　　

Highlight

Al-Zr共掺杂对CO₂吸附性能的影响

图1显示，Ca24Al1Zr0.2吸附剂在20次循环中保持最高CO₂捕获量（0.66→0.58 g-CO₂/g-ads），证实Al-Zr共掺杂显著提升钙基材料性能。Ca24Al1Zr0.5和Ca24Al1Zr0.3的吸附量较低，表明掺杂比例存在优化窗口。

结论

通过一锅煅烧法合成的Ca/Al/Zr比例可调吸附剂中，优化后的Ca24Al1Zr0.3展现出卓越的长期循环稳定性（40次循环后0.53 g-CO₂/g-ads）。其核壳结构（CaZrO₃外壳）兼具介孔/大孔特征，通过促进氧空位生成和Ca 2p结合能正移，加速了O^2?迁移与CO₂扩散，为高温碳捕集材料设计提供了微观机制指导。

（注：翻译部分保留原文数据与专业表述，省略文献标识符；术语如CaZrO₃、O^2?等按规范标注）