直接從空氣中捕獲二氧化碳（Direct Air Capture，DAC）技術不受特定地點的限制，因為其二氧化碳來源是大氣，這樣可以避免工業排放中的污染物比如二氧化硫（SOx）和氮氧化物（NOx），這些污染物可能對農作物和吸附劑產生負面影響。在二氧化碳捕獲的過程中，吸附劑的性能以及吸附和脫附過程的優化至關重要，這些因素共同決定了整個過程的經濟性。吸附劑的開發和篩選主要集中在降低脫附溫度上，以實現節能目標，固態胺吸附劑因此顯示出比其他吸附劑更大的優勢。由于大氣中二氧化碳的濃度非常低，因此需要大量的空氣循環通過吸附劑床層，以確?？諝夂臀讲牧现g有充分的接觸，同時還要盡量降低床層的阻力。

常用吸附劑

在物理吸附劑方面，常用的有沸石分子篩、活性炭等無機多孔材料。這些材料具有成本較低、易于再生和操作簡便的特點。然而，工業煙道氣通常是由化石燃料燃燒產生的混合氣體，其中包含粉塵和水蒸氣等雜質。特別是煙道氣中的水分子會在吸附劑表面優先吸附，這會導致吸附劑對二氧化碳的吸附下降。此外，煙道氣中的部分粉塵雜質可能會進入吸附劑的孔道內部，從而顯著降低吸附劑的吸附效率。相對而言，化學吸附劑的常用類型包括堿性金屬氧化物、類水滑石類化合物以及表面改性的多孔材料。

沸石分子篩

一種硅鋁酸鹽材料，主要成分為SiO2和Al2O3，具有微孔結構。它的孔道尺寸通常在0.5-1.2 nm之間。沸石分子篩對CO2分子的吸附可以被理解為Lewis酸堿之間的配位反應或加合反應。

碳基材料

碳基材料具有可調整的物理和化學性質，可以通過控制合成條件和后處理過程，制成包括石墨烯、活性炭纖維（ACFs）、有序多孔碳、碳分子篩（CMSs）和碳納米管（CNTs）在內的多種形態，這些材料都具備發達的孔隙結構和特定的表面特性。可以是單體、泡沫、氣凝膠、薄膜、薄片、纖維或顆粒等形式。由于碳基材料通常擁有較高的比表面積，它們對二氧化碳的吸附能力往往超過了沸石分子篩。

介孔材料

介孔材料是一類多孔材料，其孔徑介于2-50 nm之間，例如SBA-15、MCM-41、KIT-6、HMS等。這些材料通常具有高比表面積、有序的孔道結構、狹窄的孔徑分布以及可調節的孔徑大小等特點。

MOF材料

MOF材料由于其高比表面積和大量空間存在于孔道內部和外部，為CO2分子的裝載和吸附提供了便利，因此其對CO2的吸附能力遠遠超過其他傳統多孔材料。

固態胺吸附劑

一種常用的吸附材料，它通過與二氧化碳發生化學反應而發揮吸附作用。常用的有機胺包括烷基胺、鏈烷醇胺和氨基聚合物等。這種吸附屬于化學吸附，利用吸附劑中的氨基官能團與二氧化碳發生反應，生成氨鹽。

常見的吸附法捕集二氧化碳裝置

吸附法捕集二氧化碳的技術主要是通過特定的吸附材料（如活性炭、分子篩等）來捕集煙氣中的二氧化碳。這一過程通常包括以下幾個關鍵設備和步驟：

1. 煙氣流送系統：這個系統負責將工業排放的煙氣導向吸附裝置。它通常包括煙道、流量控制閥門、風機等組件。
2. 吸附裝置：這是捕集二氧化碳的核心區域，其中含有填充有吸附材料的吸附塔。煙氣在通過這些塔時，二氧化碳被吸附材料捕集。

吸附捕集裝置

3. 吸附材料：選擇合適的吸附材料對于捕集二氧化碳至關重要。這些材料需要有較高的二氧化碳吸附容量和良好的選擇性，以區分和捕集二氧化碳與其他氣體。
4. 解吸系統：吸附滿二氧化碳的材料需要定期進行解吸，以釋放出二氧化碳。這可以通過加熱、減壓或其他方法實現。解吸后的材料可以恢復吸附能力，實現循環利用。
5. CO2 收集和處理設施：釋放出的二氧化碳氣體可以被收集，并進行進一步處理，如壓縮、液化或直接輸送至封存地點。
6. 控制系統：為了確保捕集效率和過程的穩定，吸附法捕集二氧化碳的系統需要配備先進的控制和監測設備，如溫度傳感器、壓力傳感器、流量計等。

吸附捕集控制系統

7. 輔助設備：包括冷卻系統、壓縮空氣系統等，用于維持吸附裝置的運行和優化二氧化碳的解吸效果。