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近日，中國(guó)科學(xué)院廣州能源研究所研究員廖玉河聯(lián)合比利時(shí)魯汶大學(xué)與法國(guó)道達(dá)爾能源公司科研人員，報(bào)道了酸堿協(xié)同催化胺法碳捕集溶劑再生的新路徑。該研究發(fā)現(xiàn)，固體ZrOxHy催化劑可提升胺溶液中二氧化碳的脫附速率，在固定床反應(yīng)器中表現(xiàn)出2.5倍的二氧化碳脫附增強(qiáng)效果。胺溶液吸收捕獲二氧化碳是成熟的碳捕集技術(shù)之一。但是，這一技術(shù)脫附二氧化碳以再生胺溶劑需要較高溫度，導(dǎo)致溶劑再生過(guò)程能耗高和溶劑降解，且高溫胺溶液腐蝕設(shè)備?；谇捌诔晒撗芯客ㄟ^(guò)調(diào)控溶膠-凝膠合成方法的pH值，獲得了富含橋聯(lián)羥基和端位羥基的ZrOxHy固體催化劑。原位表征和動(dòng)力學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，無(wú)需上述兩種羥基在催化劑表面的空間鄰近性，通過(guò)催化劑羥基之間的酸堿平衡和協(xié)同催化即可實(shí)現(xiàn)氨基甲酸鹽解離與質(zhì)子轉(zhuǎn)移的雙循環(huán)反應(yīng)，從而提升二氧化碳的脫附速率。在固定床實(shí)驗(yàn)中，ZrOxHy催化劑表現(xiàn)出優(yōu)異的催化性能。在95℃條件下，二氧化碳在胺溶液中的脫附速率提升了2.5倍，降低了溶劑再生能耗和再生溫度。這一催化劑具有良好的循環(huán)穩(wěn)定性和可回收性。相關(guān)研究成果以Proximity-independent acid-base synergy in a solid ZrOxHy catalyst for amine regeneration in post-combustion CO2?capture process為題，發(fā)表在《自然-催化》（Nature Catalysis）上。研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金等的支持。論文鏈接ZrOxHy協(xié)同催化機(jī)理圖