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摘要
基于磷酸根(PO43-)在纳米界面上的可逆水解反应，负载PO43-的纳米多孔材料能够实现低能耗变湿吸附空气中的CO2，但PO43-变湿吸附剂在烟气中的CO2捕集性能尚未有系统的实验研究。基于负载PO43-的离子交换树脂膜，探究了PO43-变湿吸附剂在不同进气CO2浓度(体积分数，下同)、混合气体温度及混合气体流量下的CO2吸附性能。结果表明，吸附环境中进气CO2浓度和混合气体温度的提高，可以有效增加PO43-变湿吸附剂的CO2平衡吸附量。当吸附环境中的进气CO2浓度从3.5%提高至15.0%时，PO43-变湿吸附剂的CO2平衡吸附量从0.22 mol/kg提高至0.33 mol/kg；吸附环境中的进气CO2浓度一定时(5.0%)，混合气体温度从10℃提高至50℃,PO43-变湿吸附剂的CO2平衡吸附量从0.19 mol/kg提高至0.25 mol/kg。此外，基于对微观尺度气体扩散和干燥吸附的相关机制的研究，发现随着入口处混合气体流量和混合气体温度的提高，可以有效缩短PO43-变湿吸附剂的吸附饱和时间。当混合气体流量从5 L/min增大至20 L/min时，PO43-变湿吸附剂的CO2吸附饱和时间从135 min缩短至43 min；当混合气体温度从10℃升高至50℃时，PO43-变湿吸附剂的CO2吸附饱和时间从120 min缩短至43 min。PO43-变湿吸附剂在较高进气CO2浓度、混合气体温度和混合气体流量下的吸附性能提升，为实现烟气中低能耗捕集CO2提供了可能。
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