张宇航， 应 浩, 李 伟， 马春慧， 罗 沙， 刘守新*

(1.东北林业大学，生物质材料科学与技术教育部重点实验室，黑龙江 哈尔滨 150040;2.中国林业科学研究院 林产化学工业研究所，江苏 南京 210042)

由温室气体大量排放所带来的全球变暖问题是目前最严峻的环境问题之一。CO2作为主要的温室气体，其大气中的浓度已由未工业化时的503 mg/m3升至历史最高值726 mg/m3，并预计在2050年达到987.8 mg/m3[1]。因此，CO2吸附技术得到了广泛的关注，其中固体吸附法由于吸附稳定性和再生性能高、对设备腐蚀性低以及价格便宜等优点，应用最为广泛[2]。固体吸附法常用的吸附剂包括沸石[3]、金属有机骨架[4]、介孔氧化硅[5]、多孔聚合物材料[6]和多孔炭材料[7]等，其中多孔炭材料具有原料来源广泛、化学稳定性和热稳定性高、吸附性能好和价格便宜等优点，是最常用的固体吸附剂。生物质原料作为一种绿色资源，其制备出的多孔炭材料具有孔结构易于调控和表面含氧官能团丰富等优点而成为研究的热点[7]。生物质多孔炭材料的CO2吸附性能一方面由其表面化学性质决定[8]，主要通过氮掺杂来提高其CO2吸附性能。如Han等[9]采用甘蔗渣为碳源、尿素为氮源制备氮掺杂生物质多孔炭，较未掺杂炭材料相比，CO2吸附容量由1.66 mmol/g提高到了4.80 mmol/g(25 ℃和100 kPa)。另一方面，孔结构也影响多孔炭材料的CO2吸附性能[10]。由于生物质多孔炭材料宏观结构多为粉末状，用于吸附CO2时需要用黏合剂制成整体式材料，不仅操作复杂而且会因为孔结构的阻塞而降低炭材料的吸附容量，所以制备整体式多孔炭材料是CO2吸附研究的重点之一。……