烟气脱硫石膏矿化封存CO2制备纳米碳酸钙建材：表征与可持续应用

本综述创新性地探讨了利用烟气脱硫石膏（FGD gypsum）进行矿物碳酸化（mineral carbonation），在常温常压下通过添加NaOH和丙酮稳定剂成功制备高纯度纳米碳酸钙（nano CaCO3）的技术路径。研究通过TGA-DTA、XRD、FTIR等表征手段验证了产物纯度达84.08%，粒径为45.72 nm的菱形/球形方解石（calcite）晶体，为建筑材料的低碳化提供了兼具CO2固定（carbon sequestration）与固废资源化的双赢策略。

　　

Highlight

材料

烟气脱硫石膏（FGD gypsum）采集自印度辛格劳利的文迪亚查尔超临界热电站（VSTPS）燃煤电厂。实验采用高纯度二氧化碳气体（99.99%）、分析级NaOH颗粒（97%）以及丙酮（99.50%）作为关键试剂。

烟气脱硫石膏的理化特性

通过粒度分布曲线分析显示，烟气脱硫石膏的平均粒径为34.50 μm，粒度范围介于2.47 μm至65.31 μm之间（D₁₀=2.47 μm, D₅₀=37.45 μm, D₉₀=65.31 μm），其均匀的粒度分布为后续碳酸化反应提供了理想的反应界面。

结论

研究表明，通过优化碳酸化工艺可将烟气脱硫石膏高效转化为纳米级碳酸钙（方解石相），粒径范围控制在33.60-61.61 nm。热重-差热分析（TGA-DTA）证实，采用1 M NaOH的C1样品实现了84.08%的碳酸钙纯度、87.67%的碳酸化速率及94.01%的碳酸化效率，凸显了该技术在建筑材料应用领域的巨大潜力。