近日，中國科學院廣州能源研究所研究員廖玉河聯合比利時魯汶大學與法國道達爾能源公司科研人員，報道了酸堿協同催化胺法碳捕集溶劑再生的新路徑。該研究發現，固體ZrOxHy催化劑可提升胺溶液中二氧化碳的脫附速率，在固定床反應器中表現出2.5倍的二氧化碳脫附增強效果。
胺溶液吸收捕獲二氧化碳是成熟的碳捕集技術之一。但是，這一技術脫附二氧化碳以再生胺溶劑需要較高溫度，導致溶劑再生過程能耗高和溶劑降解，且高溫胺溶液腐蝕設備。
基于前期成果，該研究通過調控溶膠-凝膠合成方法的pH值，獲得了富含橋聯羥基和端位羥基的ZrOxHy固體催化劑。原位表征和動力學研究發現，無需上述兩種羥基在催化劑表面的空間鄰近性，通過催化劑羥基之間的酸堿平衡和協同催化即可實現氨基甲酸鹽解離與質子轉移的雙循環反應，從而提升二氧化碳的脫附速率。在固定床實驗中，ZrOxHy催化劑表現出優異的催化性能。在95℃條件下，二氧化碳在胺溶液中的脫附速率提升了2.5倍，降低了溶劑再生能耗和再生溫度。這一催化劑具有良好的循環穩定性和可回收性。
相關研究成果以Proximity-independent acid-base synergy in a solid ZrOxHy catalyst for amine regeneration in post-combustion CO2?capture process為題，發表在《自然-催化》（Nature Catalysis）上。研究工作得到國家自然科學基金等的支持。
論文鏈接
ZrOxHy協同催化機理圖
本文鏈接：研究提出胺法碳捕集溶劑的催化再生新路徑http://m.sq15.cn/show-12-903-0.html
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