伴随着全球CO2的大量排放,由此产生的危害日趋严重。为实现CO2的减排目标,针对主要单点排放源燃煤电厂开发可行的CO2捕集技术已成为国际社会的重要议题。在众多的CO2捕集技术中,碱金属基固体吸附剂低温吸附技术以其再生能耗低、兼容性好、无二次污染等优点而备受关注。其中,钠基吸附剂理论吸附容量高、成本低廉、再生能耗低,工业应用潜力高,但其反应动力学性能较钾基吸附剂仍有差距。研究表明,以高比表面积、高孔容的介孔材料为载体制备吸附剂可以有效提升吸附剂的CO2吸附性能。目前,有关载体表面结构对吸附剂CO2吸附能力影响的研究很少,尤其是对载体孔径分布影响吸附剂CO2吸附能力的研究缺乏,使得钠基吸附剂开发过程中对载体表面结构的选择缺乏理论指导,开发效率较低。针对上述问题,本文合成了一系列介孔γ-Al2O3并以此为载体制备钠基吸附剂,研究载体表面参数对CO2吸附性能的影响,并进一步探索了制备方式对吸附剂性能的影响。具体内容如下:以不同模板剂,采用溶胶-凝胶法制备了具有高比表面积、孔径分布集中的介孔Al2O3,深入研究了合成原料与制备条件对介孔Al2O3形貌结构的影响。研究表明模板剂种类、用量、搅拌温度、煅烧温度和搅拌时间等因素对介孔Al2O3的合成均有不同程度的影响,其中模板剂种类和煅烧温度对介孔Al2O3比表面积等表面参数影响较大。葡萄糖与蔗糖同为糖类小分子模板剂,以此合成的介孔Al2O3样品孔径分布比较相近,集中在5nm左右,其中以蔗糖为模板剂合成的介孔Al2O3具有更大的比表面积;以非离子型表面活性剂为模板剂合成的介孔Al2O3孔径更大,最可几孔径在8-12nm左右。以合成的介孔γ-Al2O3作为载体制备负载型钠基吸附剂,研究了浸渍过程对表面参数及孔隙结构的影响,探明了比表面积及孔径对吸附剂CO2吸附性能的影响规律。载体的比表面积和孔径大小对吸附剂的吸附性能均有所影响,吸附性能随着载体比表面积或孔径的增大而提升,在考察的孔径范围内,孔径大小对吸附性能的影响大于比表面积的影响。孔径分布在5nm左右时,载体经过负载后比表面积下降明显,原有的孔径被Na2CO3堵塞,只有表面的活性组分参与了反应,载体对吸附剂的碳酸氢化反应并没有实质的促进作用;孔径分布在12nm左右时,载体经过负载后比表面积也有所下降,但相对下降较少,并保留一定原有的孔隙结构,吸附性能有所提升,说明此时载体对吸附剂碳酸氢化反应程度的加深及反应速率的提高有一定的促进作用。经过综合对比,选择了负载型钠基吸附剂前600s吸附容量最大、前200s吸附速率最高的载体为最佳载体。通过改变浸渍方法、负载量及离子掺杂制备了一系列钠基吸附剂,研究了制备方式对吸附剂表面结构及物相的影响,并进一步研究了其对CO2吸附性能的影响,据此选取出合适的钠基吸附剂制备方式。等量浸渍由于浸渍过程的不同对吸附剂的孔径分布及孔形状有一定影响,制备的吸附剂吸附速率较过量浸渍法较低,因此以筛选出的载体制备吸附剂时,过量浸渍更加合适。通过提高负载量得到的吸附剂,其CO2吸附量和吸附速率提升明显,但负载量提升造成了吸附剂孔径堵塞加剧,使吸附剂内部的活性组分不能参与到反应中,碳酸氢化反应程度显著下降。Mg2+掺杂对吸附剂反应程度的加深有一定促进作用,但会使反应前期碳酸氢化速率下降,此外,Mg2+的掺杂操作流程更为繁琐,不易实现吸附剂的批量化制备。K+掺杂不会改变吸附剂的孔隙结构,同时对活性组分的离子扩散有提升作用,使吸附剂反应程度加深,反应前期的碳酸氢化速率提升明显,同时制备过程简单。