在国家“2030碳达峰、2060碳中和”的可持续发展大背景下，碳捕集、利用与封存（CCUS）技术是实现“净”零目标的关键部分。本团队针对燃煤电厂烟气，重点研究高性能碳捕集材料的“制备-改性-成型”一体化路径，并开展相关的工业现场测试，除此之外，为减小二氧化碳埋藏带来的不利影响，进一步探究适配碳捕集的二氧化碳利用技术，将CO2合成化石燃料的碳源加以利用，即开发高效的光催化剂，充分利用光能实现对CO2的还原生成目标产物如CO、CH4、醇类、甲酸等等。


NO.

研究重点

已有进展

下一步规划

1

高效钙基吸附剂的制备

已证明比表面积和孔隙结构是决定钙基吸附剂捕集CO2的决定性因素

介孔二氧化硅与钙基吸附剂结合，定向调配合成钙基吸附剂的比表面积和孔隙大小，减小其抗烧结问题

2

钙基吸附剂颗粒的中试研究

已提出挤压-滚圆法，并制备了高性能钙基吸附剂颗粒

搭建WM级钙循环碳捕集系统，测试不同钙基吸附剂颗粒的吸附性能和机械性能

3

高效锂基吸附剂的制备

已制备出高性能锂基吸附剂，并提出石墨床一步成型、液氮-冷冻干燥一步成型等成型方法

研究杂质气体对吸附剂吸附性能的影响，降低吸附剂合成成本，推进示范应用

4

LDH基光催化剂改性

1.贵金属改性吸附剂开发；

2.卟啉分子调控LDH可见光吸收及电子分离效率的机理；

3.掺杂型催化剂的开发。

Z型及S型异质结的构建

5

二氧化碳温和条件下（低温低压）的液相催化转化

在低温无碱条件下，在层状双氢氧化物上高度分散的钌可以有效地从甘油水溶液中析出氢，促使CO2转化为甲醛。

期望为CO2规模转化技术发展提供重要的理论基础和实验探索


代表成果：

（1）Lidan Deng, Xiaowei Liu,* Jie Xu, Zijian Zhou, Shixiang Feng, Zheng Wang, Minghou Xu. Transfer hydrogenation of CO2 into formaldehyde from aqueous glycerol heterogeneously catalyzed by Ru bound to LDH [J].Chem. Commun., 2021, 57, 5167.

（2）Jie Xu, Xiaowei Liu, Zijian Zhou et al. Photocatalytic CO2 reduction catalyzed by metalloporphyrin: Understanding of cobalt and nickel sites in activity and adsorption [J].Applied Surface Science, 2020, 513, 145801.

（3）Yang Yuandong, Cao Jixue, Hu Yingchao, Sun Jian, Yao Shun, Li Qiuwan, Li Zexin, Zhou Shimeng, Liu Wenqiang. Eutectic doped Li4SiO4 adsorbents using the optimal dopants for highly efficient CO2 removal [J].Journal of Materials Chemistry A, 2021.

（4）Hu Y , Wenqiang Liu, Jian S, et al. Structurally improved CaO-based sorbent by organic acids for high temperature CO2 capture [J].Fuel, 2016.（高引）

（5）Jian Sun, Yuandong Yang, Yafei Guo, Yongqing Xu, Weiling Li, Chuanwen Zhao, Wenqiang Liu, Ping Lu, Stabilized CO2 capture performance of wet mechanically activated dolomite [J].Fuel, 2018, 222:334-342.

（1）胡迎超，刘文强，徐明厚，杨新伟，孙健，王文煜，陈洪强，一种钙基CO2吸附剂及其制备方法，2017.05.24，中国，201510788245.X

（2）胡迎超，刘文强，徐明厚，孙健，杨新伟，王文煜，陈洪强，一种球状钙基CO2吸附剂的制备方法，2016.10.12，中国，201610368182.7

（3）胡迎超，刘文强，徐明厚，杨新伟，孙健，王文煜，陈洪强，李明奎，一种镱掺杂的CO2吸附剂及其制备方法，2017.06.20，中国，201510922931.1

钙基吸附剂成型造粒工艺流程


LDH基光催化剂的改性及还原CO2机理图