b）金属氧化物
CO2是酸性气体，容易吸附在如Na2O、K2O、CaO、MgO和Al2O3等略带碱性的金属氧化物表面。在较高的温度下金属氧化物一般具有较好的吸附能力，特别是氧化铝有较为突出的表现，因此此类吸收剂通常用作高温CO2吸附剂，而且反应生成的碳酸盐在煅烧温度下又能够重新分解成CO2和金属氧化物，从而实现了吸收剂的循环利用。金属氧化物吸收剂缺点是其反应时间较长、使用过程中易产生粉尘并且吸收剂成本较高[44]。
Yong等[45]对CO2在氧化铝上的吸附量随温度变化做了研究，发现氧化铝在温度升高时发生了化学反应，实验中温度从20℃升至200℃时，其吸附量下降，但是200℃～300℃时却吸附量又有所升高但并未达到20℃时的吸附量，这说明温度升高后在高温段有化学吸附产生，但是化学吸附的吸附量小于由于温度升高造成的物理吸附损失的吸附量，证明这种化学吸附作用比较弱。
4 高温吸附剂及其国内外研究现状
a）改性钙基高温吸附剂
CaO具有良好的CO2吸收能力，对CO2的吸附速率及吸附量很高，出于原料来源、成本及制备工艺的考虑，CaO被视为CO2高温吸收剂的首选材料，一直受到关注[46]。但是CaO颗粒与CO2反应时，颗粒外层的CaO转化为CaCO3，其摩尔体积（36.9 cm3/mol）大于CaO摩尔体积（16.9 cm3 /mol），因而易引起产物层微孔的堵塞，CO2难以扩散到颗粒内部与CaO进一步反应，导致CaO转化率下降。反应完全的吸收剂在800℃-900℃下煅烧，CaCO3分解为CO2和CaO，实现吸收剂的再生，从而可以循环使用，CaO的循环吸收反应如式(1.1)、(1.2)。但是在800℃- 900℃的煅烧温度下CaO颗粒容易烧结，引起表面积和孔隙率减少，也会导致吸收剂的转化率下降，影响其CO2吸收能力[47]。
所有的研究都指出普通CaO（或石灰石）吸收转化率随循环次数的增加会急剧降低，即使采用含有部分氧化镁的白云石作为吸收剂，其活性也有较大幅度的降低，但多次循环后，吸收剂活性会文持在较低的水平不再发生变化。
对于钙基吸附剂的缺点，很多研究者作了深入的研究，主要的研究方向围绕着：钙基吸收剂动力学特性、钙基吸收剂循环碳酸化转化率的变化规律和对钙基吸收剂的改性以及基于钙基吸收剂CCCR法的双流化床反应器的设计与实现这三个方面[48]。在对钙基吸收剂的改性方面主要包括结构改性、掺杂改性、包硅改性和稀土改性等方向。
蔡宁生等[48]对反应动力学、吸收剂循环转化率与吸收剂的改性以及双流化反应器的研究现状进行综述分析，指出应研究气固反应临界产物层的形成与生长规律，研制高循环反应活性、稳定性和机械强度且价廉及环境友好的吸收剂，开展钙基吸收剂CCCR法综合特性、与燃煤电厂系统组合与优化方案及其技术经济分析。李英杰等[49]着重分析了使用醋酸溶液改良钙基吸附剂的燃煤电厂的燃烧后二氧化碳捕集系统的二氧化碳捕获效率和能耗。他们的结论是，在相同的吸附剂流率下，用醋酸溶液改良的石灰石在平均碳化转换率、CO2捕集效率和能耗上比天然的吸附剂更占优势。在相同的CO2捕集效率下，使用改良石灰石的焙烧炉能耗比使用天然吸附剂的要更低。虽然电厂煤炭的含硫量很小，但硫化作用能造成焙烧炉能耗的增加，所以很有必要从烟气中过滤掉SO2以减少能耗。李振山等[50]利用Al(NO3)3•9H2O和CaO粉末，形成CaO/Ca12Al14O33，具体过程见图1.4。这种吸收剂具有较高的孔隙率、表面积和抗烧结能力，通过TGA 进行CCCR的试验研究，发现Ca12Al14O33 是不与CO2 反应的稳定物质，它的存在使CaO 在循环过程中有效的避免烧结作用而使吸收剂颗粒内部的晶粒文持较小的形态，同时吸收剂内部孔隙不发生闭合，最终使吸收剂文持较高的循环转化率，经过50 次循环吸收反应，仍保持40 %以上的吸收能力。Yi等[51]研究发现将具有氧空位的添加剂添加到高温CO2吸附剂中能够提高其循环稳定性。随着Ce/ Zr比率的增加钙基吸附剂循环稳定性也随之提高，大量实验表明：CaO/ Ce0.8Zr0.2O2(质量比为3:1)具有最佳的循环稳定性，第一次吸收循环反应结束后的吸收率为42 %，经过25次循环反应后吸收率逐渐提高到64 %，之后趋于稳定并略有降低。另外，添加B位Mg掺杂改性后的铝酸镧比起只添加铝酸镧具有更好的循环稳定性。这也说明了如果添加剂能够提供更多的氧空位就能获得更好的循环稳定性。由此可见，具有氧空位的材料易于CO2的扩散。黄绍兰等[52]采用共沉淀法以CaAc2•H2O作为CaO前驱体，经NH3•H2O沉淀、静置、醇洗、烘干制备锆改性钙基高温二氧化碳吸收剂。改性后，吸收剂中掺杂ZrO2形成了良好的介孔结构，可文持较高的碳酸化转化率，提高吸收剂的循环热稳定性。且吸收剂在多次循环吸收反应后仍保持较高的碳酸化转化率，不产生团聚现象，呈现良好的分散性。 常用固体吸附剂及其国内外研究现状(4):http://www.youerw.com/yanjiu/lunwen_8292.html