隨著工業(yè)的不斷發(fā)展，全球氣溫不斷變暖，其中溫室氣體CO?對氣溫變暖的影響也愈發(fā)明顯。在過去和未來想當(dāng)長的時間內(nèi)，火力發(fā)電消耗的煤炭消費(fèi)比例逐步增加，由此導(dǎo)致的CO?排放問題也將更加嚴(yán)重。研究發(fā)現(xiàn)采用廉價、資源豐富的礦物質(zhì)吸收CO?是一個非常具有前景的方法。石灰石等鈣基材料是一類十分滿足條件的材料，它們煅燒分解產(chǎn)生的氧化鈣能夠吸收CO?，并且價格低廉、分布廣泛、有較多的儲備量。所以我們可以采用石灰石為吸收劑，進(jìn)行煅燒/碳酸化反應(yīng)（簡稱為CCR）循環(huán)吸收CO?。

碳酸鈣的碳酸化與煅燒實(shí)驗(yàn)具體過程為：石灰石在高溫煅燒分解成CaO同時回收產(chǎn)生的CO?，形成的CaO進(jìn)入碳酸化反應(yīng)吸收CO?，產(chǎn)生的碳酸鈣再次進(jìn)行高溫分解，循環(huán)吸收CO?。本次實(shí)驗(yàn)使用匯誠儀器的TGA-601S熱重分析儀測試碳酸鈣的碳酸化與高溫煅燒實(shí)驗(yàn)，準(zhǔn)備5-20mg的碳酸鈣（CaCO?），采用氧化鋁（Al?O?）敞口坩堝，此處應(yīng)該避免使用密封坩堝，確保反應(yīng)氣體與樣品充分接觸，氣體氛圍采用高純度N?、CO?，氣體流速控制在50-100mL/min，氣體流速必須保存穩(wěn)定，我們設(shè)置以20℃/min升溫至850℃，并保存恒溫。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后分析樣品的失重增重過程。

具體失重過程可分為如下幾個階段：

1.630℃以前：此階段出現(xiàn)的失重主要是由于碳酸鈣在N?氛圍下惰性環(huán)境降低了碳酸鈣的分解溫度，碳酸鈣在溫度較低的情況下開始發(fā)生分解，并增加爐體內(nèi)CO?的含量。

2.850℃以前：在一階段持續(xù)分解一段時間后由于CO?的增加，碳酸鈣分解溫度升高，并在低溫度段停止分解，但隨著儀器爐體的溫度升高，樣品發(fā)生第二次分解失重。該過程和一階段可以共同描述為碳酸鈣的煅燒過程。

3.850℃以后恒溫：在到達(dá)特定溫度后，CaO開始捕獲CO?，CaO開始發(fā)生碳酸化反應(yīng)，化學(xué)式為CaO + CO? → CaCO?，樣品開始增重。當(dāng)碳酸反應(yīng)飽和后，樣品又開始進(jìn)行碳酸鈣的煅燒過程（失重過程）。

這個實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵影響因素有：吸收劑種類（如分析純碳酸鈣、天然石灰石、人工合成吸收劑）、顆粒粒徑、反應(yīng)氣氛（CO?、N?、O?、水蒸氣等的濃度）以及升/降溫速率等對兩個反應(yīng)的影響。

匯誠儀器 TGA-601S 憑借靈活的參數(shù)調(diào)節(jié)能力、穩(wěn)定的運(yùn)行性能，能充分適配不同實(shí)驗(yàn)條件的需求，清晰呈現(xiàn)各影響因素下的反應(yīng)規(guī)律。在 CO?捕獲技術(shù)的研究進(jìn)程中，匯誠儀器 TGA-601S 以專業(yè)實(shí)力為實(shí)驗(yàn)賦能，用精準(zhǔn)數(shù)據(jù)助力相關(guān)領(lǐng)域探索更高效的減排方案，為綠色發(fā)展注入科技力量。