将煤粉灰转化为气候解决方案：基于AlOOH的固体胺吸附剂，实现经济高效且超低水平的二氧化碳减排

《Environmental Science & Technology》：Transforming Coal Fly Ash into Climate Solutions: AlOOH-Supported Solid Amine Adsorbents for Cost-Effective and Ultranegative CO2 Emissions

　　基于煤灰飞灰合成的AlOOH支撑固体胺吸附剂PEI@AlOOH，通过石灰-纯碱熔融法实现铝高效回收（98%），获得高孔隙体积（1.68 cm3·g?1），在模拟燃煤烟气中CO?吸附容量达178 mg·g?1，循环稳定性优异（30次循环后性能下降4.11%），生命周期评估显示其碳排放和捕获成本分别为190.4 kg CO?/吨和252美元/吨，显著优于现有技术，工业应用潜力大。

　　

固体胺吸附剂正成为实现超低二氧化碳（CO₂）排放的一项有前景的技术。然而，其复杂的制备工艺和高成本带来了相当大的挑战，这些挑战通常伴随着额外的二氧化碳排放和环境问题。在此，我们开发了一种成本效益高的铝氧氢（AlOOH）支撑的固体胺吸附剂（命名为PEI@AlOOH），该吸附剂由煤灰合成。通过石灰石-碱烧结法成功回收了铝，回收效率高达98%。随后对AlOOH支撑材料进行简化处理（包括老化处理和乙醇洗涤），使其孔体积达到1.68 cm³·g^–1。得益于其发达的孔隙结构，PEI@AlOOH在模拟烟气环境中的二氧化碳吸附能力达到了178 mg·g^–1。同时，AlOOH中丰富的层间水和羟基使其具有优异的尿素抗性及循环稳定性，在30次运行循环后性能仅下降了4.11%。全面的生命周期评估表明，该吸附剂的碳足迹极低，捕获成本仅为每吨捕获的二氧化碳190.4公斤，捕获成本为252美元，明显优于现有替代方案。随着持续的创新和工艺改进，预计成本将进一步降低，从而进一步增强PEI@AlOOH在大规模应用中的工业潜力。