碳基材料在 CO₂ 捕集中应用的研究进展碳基材料助力绿色未来参考资料：孟凡鹏，等 . 碳基材料在 CO₂ 捕集中应用的研究进展 [J]. 低碳化学与化工， 2025,50(11):97-109.整理推荐：中国化工学会烃资源评价加工与利用专委会田松柏1. 引言2. 碳基材料 CO₂ 捕集机理3. 碳基材料捕集 CO₂ 研究4. 生物炭改性研究5. 结语与展望目录温室气体主导作用联合国政府间气候变化专门委员会 (IPCC) 指 出 ， CO₂ 占温室气体总影响的 70% 以上，是气候变暖的核心驱动因素。化石燃料燃 烧产生的 CO₂ 在能源、工业等领域占比显著 , 亟需有效控制手段。排放源分布特征能源生产、工业制造及交通运输构成 CO₂ 主要排放源，其中燃煤电厂和钢铁行业贡献超 40% 的全球排放量。发展中国家工业化进程加速进一步加剧排放增长趋势。气候影响数据近百年全球平均气温上升 1.1℃, 海平面年均上升 3.7 毫米，极端天气事件频率增加与 CO₂ 浓度升高 ( 现超 420ppm) 呈现强相关性。全球气候变化与 CO₂ 排放现状碳基材料捕集 CO2 的意义技术经济优势相比胺吸收法，碳基吸附剂 ( 如活性炭 ) 成本降低30-5 0 % , 且 再 生 能 耗 减 少 4 0 % 。 其 高 比 表 面 积 ( 可 达 3 0 0 0m²/g) 和可调控孔径赋予优异吸附选择性。环境兼容性生物炭等材料来源于农林废弃物，实现碳循环闭环。改性后的碳材料可协同吸附重金属和 VOCs, 具备多污染物协同治理潜力。工业适配性碳 材 料 耐 高 温 ( > 4 0 0 ℃ ) 和 酸 碱 腐 蚀 的 特 性 ， 使 其 适 用于燃煤烟气 ( 含 SOx/NOx) 等复杂工业环境，突破传统溶剂降解瓶颈。机理深度解析通过原位表征技术阐明物理 / 化学吸附协同机 制，建立孔径分布 ( 微孔 <2nm 最佳 ) 与表面 官能团 ( 如吡啶氮 ) 的定量构效关系模型。性能优化路径开发氮氧共掺杂工艺，目标使 CO₂ 吸附容量突 破 6 mmol/g(25℃,1bar), 循环稳定性提升 至 1000 次以上，捕集能耗降至 1.5 GJ/tCO₂ 。应用场景拓展设计适用于直接空气捕集 (DAC) 的疏水碳 材料，解决湿度干扰问题；开发船舶尾气移动 式捕集装置，填补移动源减排技术空白。研究目标与主要内容碳基材料 CO₂ 捕集机理比表面积与孔隙结构碳基材料的比表面积和孔隙结构是物理吸附的关键因素 。微孔和中孔结构 ( 孔径0.33-10 nm) 通过范德华力 高效吸附 CO₂...
