化石燃料燃烧已经引起了较大的环境问题,其中最主要的影响来源于烟道气尾气中CO₂的排放。因此,捕获尾气（<200℃）中的低温CO₂可以有效改善大气环境,同时获得碳资源。目前,用于捕获CO₂气体的方法中较为常见的是固体吸附法,其中活性炭由于具有成本低廉和化学稳定性良好等优点而得到广泛应用。本论文以菠萝废弃物为碳源,选用不同活化剂和合成路线制备了菠萝废弃物基活性炭,采用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线粉末衍射（XRD）、傅立叶变换红外光谱（FT-IR）、X射线光电子能谱（XPS）、综合热分析和氮气吸附-脱附等表征技术对活性炭的物理化学性质等进行了分析,并测试了活性炭的静态和动态CO₂吸附性能。本论文主要对活性炭的形成过程、活化机理、低温CO₂吸附性能和吸附机理进行了研究,主要结果如下:1、以菠萝废弃物为原料,对比研究了三种碱金属草酸盐（草酸锂Li₂C₂O₄、草酸钠Na₂C₂O₄和草酸钾K₂C₂O₄）在采用水热——高温焙烧活化法制备活性炭时对菠萝废弃物碳化及活化的效果差异。研究发现,与以Li₂C₂O₄和Na₂C₂O₄为活化剂所制得的大孔和中孔活性炭相比,以K₂C₂O₄为活化剂所制得的活性炭以微孔为主,其中由K₂C₂O₄在700℃下活化所得C-K-700的比表面积高达1076.3m²·g^-1,且具有最佳的CO₂吸附性能,在0℃和25℃,压力为1 bar时的CO₂吸附量分别为5.32 mmol·g^-1和4.25 mmol·g^-1,在25℃下循环吸附12次后的CO₂吸附量仍可达3.49 mmol·g^-1。C-K-700在25℃下对CO₂/N₂的吸附选择性为18.24,吸附动力学研究表明其能在4 min达到最大吸附量,其在25℃下的动态CO₂吸附量为0.9282 mmol·g^-1。2、以菠萝废弃物为原料,在过硫酸铵（APS）辅助水热制备水热碳球的基础上,对比研究了三种活化剂（酒石酸钾C₄H₄O₆K₂、草酸钾K₂C₂O₄和氢氧化钾KOH）高温焙烧活化所制得活性炭的形成机制和活化剂的活化机理差异。研究发现,与K₂C₂O₄和KOH相比,由C₄H₄O₆K₂活化所制得的活性炭（ACS-C₄H₄O₆K₂）主要表现为粒径为2⁴μm的多孔炭微球,具有较高的微孔分布率和比表面积(1689.5 m²·g^-1),且具有最佳的CO₂吸附性能,在0℃和25℃,压力为1 bar时的CO₂吸附量分别为6.45 mmol·g^-1和3.80 mmol·g^-1,在25℃下循环吸附10次后的CO₂吸附量仍可达3.57 mmol·g^-1。ACS-C₄H₄O₆K₂在25℃下对CO₂/N₂的吸附选择性为8.98,吸附动力学研究表明其能在5 min达到最大吸附量,其在25℃下的动态CO₂吸附量为0.74 mmol·g^-1。