铝改性硅藻土高效催化CO2解吸实现胺溶液低能耗再生

本研究开发了铝氧化物改性硅藻土复合催化剂（Al-D），通过增强酸性位点显著促进MEA溶液中CO2解吸动力学，使解吸量提升35.49%、再生能耗降低43.23%，为工业碳捕集（CCUS）技术提供了低成本、高稳定性的催化解决方案。

　　

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Materials

实验采用九水合硝酸铝（Al(NO₃)₃·9H₂O，99%）和氨水（NH₃·H₂O，分析纯）作为改性试剂，以天然硅藻土（化学纯）为载体，通过沉淀法构建铝氧化物复合催化材料。单乙醇胺（MEA，分析纯）为CO₂吸收剂，实验气体（O₂、CO₂、N₂，纯度99.99%）用于构建吸收-解吸循环体系。

Results of the catalytic desorption performance

图S3与S4展示了不同添加量的30% Al-D对MEA溶液解吸性能的影响。数据表明，催化剂显著提升了CO₂解吸效率并降低再生能耗，其中0.5g添加量的30% Al-D表现出最优催化活性。如图1所示，该催化剂使最大解吸速率提高59.09%，相对热负荷降低43.23%，印证了其通过酸性位点（BAS/LAS）促进羧酸盐分解与质子转移的催化机制。

Conclusion

本研究成功通过氧化铝改性硅藻土制备了系列复合催化剂（Al-D），表征结果证实改性显著增强了材料酸性位点与比表面积。在5M MEA溶液中，30% Al-D在87℃下实现了解吸量35.49%的提升与能耗43.23%的降低，50次循环实验进一步验证了其卓越的稳定性与工业化应用潜力。

CRediT authorship contribution statement

Chunxi Hai: 验证；Wenyang Lu: 验证与监督；Shengde Dong: 验证；Luxiang Ma: 验证；Pan Li: 原稿撰写与方法设计；Yuan Zhou: 验证与监督；Yanxia Sun: 验证；Qi Xu: 验证；Xin He: 评审与课题规划。

Declaration of Competing Interest

作者声明无已知竞争性财务利益或个人关系影响本研究。