当前,随着工业化水平的不断提升,CO2过量排放引起的环境问题越来越严重。目前约有40%的CO2气体排放源自燃料电厂,这使得高效、经济捕获和贮存电厂排放的CO2变得越来越重要。本课题研究了廉价海泡石矿的提纯、改性,并通过浸渍法负载有机胺制备了 CO2吸附剂,在此基础上研究了其形貌结构及其CO2吸附性能。本文实验原料为经过粗提纯的海泡石原矿和海泡石工业产品。本文采用物理沉降法考察了天然海泡石原矿的提纯条件,得出在固液比1:8,分散剂用量为固体质量的0.2%,搅拌时间3小时,沉降时间24小时以上时可以将海泡石提纯到85%以上,沉降时间48小时以上可以将海泡石提纯至95%左右;对于海泡石工业产品,经过实验开发出水洗法,使得海泡石可以重新沉降,对工业产品的二次提纯在相似的条件下也可以提纯至90%以上。在上述实验基础上,本文进一步考察了超声辅助方法对海泡石的提纯速度的影响,在其他提纯条件相同时,相同沉降时间内,超声组的海泡石提纯纯度能达到非超声组的1.2-1.6倍。进一步的,本文研究了盐酸活化对海泡石结构的影响,发现在固液比1:10,盐酸浓度为20%条件下,活化18小时时,海泡石比表面积提升最大,达到了 220 m2/g;随着改性时间继续增加,由于海泡石孔道结构坍塌,比表面积开始出现下降。在上述实验基础上,本文开发了“一步法”制备海泡石载体的方法,通过酸-提纯一步将海泡石比表面积提升至255 m2/g。更一步的,本文将不同含量的二乙烯基三胺(DETA)负载在提纯海泡石和酸活化海泡石上,制备了胺酸复合改性海泡石基吸附剂。对所制备的吸附剂进行了 SEM、N2吸附、XRD、FTIR、TGA表征以考察吸附剂的性能,并使用热重法测试了吸附剂的吸附能力。发现直接负载在海泡石上制备的吸附剂,在35℃下吸附能力低于提纯海泡石吸附能力。这是由于吸附剂孔径较小,胺的加入完全堵住了海泡石孔道,阻止了 CO2进入孔道内部的胺吸附位点。而胺酸复合改性海泡石吸附能力随着胺负载量的增加先减小、后增加,到达最大值后再次减少。第一次减少过程是由于少量胺的加入产生的吸附能力提升,并没有抵消降低比表面积产生的吸附力降低;第二次降低是由于胺开始负载在吸附剂外表面并开始聚集,阻止了 CO2进入吸附位点。通过0.8-DETA负载的酸活化海泡石具有最佳的吸附能力,在35℃下,常压下对纯CO2气体吸附能力达到1.6 mmol/g。随着吸附温度的提升,其吸附能力先上升后下降,最优吸附温度为65℃。为了考察吸附剂动力学,选择伪一阶方程、伪二阶方程、Avrami方程等动力学方程对实验吸附曲线进行了拟合,发现Avrami方程能够较好的拟合实验数据。最后,为了对比相似条件制备吸附剂的成本,本文设置了 CCC指标,考察吸附剂吸附单位质量CO2所需价格来评估吸附剂成本,发现本实验所制备的吸附剂具有最低的制备成本。