CO₂吸附脱除专用吸附剂是一类能够通过物理或化学作用，选择性地从气体混合物（如空气、工业尾气）中捕获、富集二氧化碳的物质或材料。以下从吸附原理、主要类型、应用场景、优缺点及发展趋势五个方面进行详细介绍：

一、吸附原理

CO₂吸附脱除专用吸附剂主要通过分子间作用力（范德华力）将CO₂分子吸附在材料内部巨大的比表面积或孔隙中。部分吸附剂还利用化学基团与CO₂分子反应结合，实现化学吸附。

二、主要类型

1. 物理吸附剂

• 活性炭：具有高度发达的孔隙结构和巨大的比表面积，通过物理吸附作用吸附CO₂分子。价格相对低廉，来源广泛，化学性质稳定，但吸附选择性相对较低，在高湿度环境下吸附性能可能会受到影响。

• 沸石分子筛：具有规则孔道结构的硅铝酸盐晶体，其孔径大小与CO₂分子尺寸相近，利用分子筛分效应和表面吸附作用，对CO₂进行选择性吸附。具有较高的吸附选择性和吸附容量，能在较低的CO₂分压下实现有效吸附，且耐高温、耐酸碱，化学稳定性和热稳定性良好，但制备成本较高，再生过程相对复杂。

• MOFs（金属有机框架材料）：由金属离子或金属簇与有机配体通过配位键自组装形成的具有周期性网络结构的多孔材料，具有超高的比表面积和可调节的孔道结构，通过与CO₂分子之间的静电作用、范德华力等实现吸附。比表面积大，孔道结构可调，吸附性能优异，对CO₂的吸附选择性高，可在温和条件下实现高效吸附，但大部分MOFs材料在潮湿环境或高温条件下稳定性较差，合成成本较高，大规模应用受到一定限制。

2. 化学吸附剂

• 金属氧化物：如氧化钙等碱性物质，与酸性气体CO₂容易发生化学反应生成碳酸钙，从而实现对CO₂的捕集。能在高达600℃的高温环境下有效吸附CO₂，吸附容量大，但再生过程需要高温条件，能耗较高，且多次循环使用后吸附性能可能会下降。

• 类水滑石材料：具有独特表面特性和可调节孔径大小的能力，可根据所要求的孔径大小进行制备，实现气体的分离。吸附CO₂属于化学吸附，需要在300-400℃的高温下才能进行。

• 负载型离子液体：将离子液体负载在多孔载体上，结合了离子液体对CO₂的高亲和性和多孔载体的高比表面积及良好的传质性能，通过物理吸附和化学吸附的协同作用来吸附CO₂。具有较低的挥发性、高选择性、可调节的结构性质，能有效避免离子液体的高黏度问题，提高了CO₂的吸附效率和分离效果。

三、应用场景

1. 空气净化：用于去除室内空气中的CO₂，改善空气质量。

2. 工业废气处理：在燃煤锅炉、窑炉等固定点源排放的烟气处理中，捕集分离CO₂，减少温室气体排放。

3. 气体分离：从天然气、合成气等混合气体中分离CO₂，提高气体纯度。

4. 封闭空间生命维持系统：在潜艇、航天器等封闭空间中，维持空气成分稳定，去除人员呼出的CO₂。