CeO2掺杂对CaO基吸收剂CO2捕获性能的影响

作者:杨彬; 余钟亮*; 李春玉; 周兴; 郭帅; 李光; 赵建涛*; 房倚天
来源:燃料化学学报, 2019, 47(03): 344-351.

摘要

以P123作为软模板剂,通过均相沉淀法制备了CeO2掺杂的CaO基吸收剂,研究了CeO2掺杂对CO2捕获的影响。结果表明,CeO2掺杂可促进表面氧物种的生成,从而促进CaO与CO2的碳酸化反应。CaO-CeO2的相互作用一方面促进了从Ca到表面氧物种的电子转移;另一方面,由于部分Ca离子对晶格中Ce离子的取代,晶格的电中性被打破,有利于CeO2中晶格氧的逸出,以及氧空位和O2-的生成。本实验制备的纯CaO吸收剂的碳酸化反应活化能为28.1 kJ/mol,而掺杂CeO2后活化能显著降低,且当Ce/Ca(物质的量比)为0.25时达到最低值10.2 kJ/mol。另外,CeO2的掺杂有利于CaO的分散,进而减缓CaO烧结。CeO2掺杂的吸收剂在碳酸化/煅烧循环中表现出良好的CO2捕获性能和循环稳定性。