华南理工大学学报(自然科学版)

作者：皇甫林, 贺政卿, 赵世民, 周新涛, 罗中秋, 祖运, 尚波, 李方园

单位：1.钒钛资源综合利用国家重点实验室，四川 攀枝花 6170002.云南省生态环境科学研究院，云南 昆明 6500343.昆明理工大学 化学工程学院，云南 昆明 650500

关键词：含钛渣,LTA沸石,钙离子交换,CO2捕集,吸附机理

基金：钒钛资源综合利用国家重点实验室开放课题(2022P4FZG03A);云南省科技厅昆明理工大学“双一流”创建联合专项(202101BE070001-031);昆明理工大学分析测试基金项目(2022T20160009);云南省基础研究计划项目(202401AT070384)

LTA沸石因其优异的孔隙结构和较高的CO2吸附选择性，被认为是极具潜力的CO2捕获材料。该文提出了一种以工业固废含钛渣为原料的绿色可持续合成策略，先制备Na-LTA沸石母体，再通过常规液相离子交换法（LPIE）调控钙负载量，制备出xCa-LTA沸石系列，以提升其CO2吸附性能；然后通过动态吸附法对样品的吸附性能进行评价。实验结果表明：xCa-LTA沸石不仅显著提高了CO2的捕集能力，还在CO2/N2和CO2/CH4分离过程中表现出优异的选择性，尤其是0.05Ca-LTA样品的吸附性能最为突出；在25 ℃、105 Pa条件下，0.05Ca-LTA的CO2吸附速率为Na-LTA的4.95倍，最大吸附容量达到4.02 mmol/g。动力学分析结果表明：0.05Ca-LTA对CO2的吸附行为符合拟二级动力学模型，吸附过程由物理吸附和化学吸附协同主导，这种协同作用不仅加快了吸附速率，还提高了吸附效率；经过5次吸附/脱附循环后，0.05Ca-LTA仍保持高效稳定的吸附性能，展现了优异的循环再生能力。该研究遵循“以废治废”的环保理念，不仅为固废的高值化利用提供了新路径，也为CO2捕集与环境污染治理的协同优化提供了重要的理论参考和应用潜力。

来源：2025年第3期

《华南理工大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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