一、制备技术（稻壳基为例）
1. 原料预处理
稻壳清洗去除泥沙、杂质，105℃烘干 3 小时，粉碎至 60—80 目，备用。
2. 化学活化（KOH 活化）
将稻壳粉与 KOH 按 1:3 比例混合，加入适量去离子水，搅拌均匀，浸渍 24 小时，使 KOH 充分渗透到稻壳纤维内部；将浸渍混合物放入炭化炉，氮气保护下，400℃预炭化 1 小时，去除挥发分；升温至800—850℃活化 2 小时，KOH 与碳反应，刻蚀碳骨架，形成丰富微孔、超微孔（<0.8nm），提升 CO₂吸附性能。
3. 后处理
活化产物冷却，用去离子水清洗至中性（pH=7），去除残留 KOH，105℃烘干 2 小时，筛分得到稻壳基生物活性炭，检测 CO₂吸附容量、比表面积等指标。
二、CO₂捕集原理
生物基活性炭对 CO₂的吸附基于物理吸附 + 化学吸附协同作用：
- 物理吸附：丰富的超微孔（<0.8nm）结构，孔径与 CO₂分子直径（0.33nm）匹配，通过范德华力吸附 CO₂，比表面积达 1800—2200㎡/g，吸附容量大；
- 化学吸附：活化过程中引入的含氧、含氮官能团（羟基、氨基、羧基），与 CO₂分子形成氢键、化学键，增强吸附选择性，优先吸附 CO₂，排斥 N₂、O₂。
三、关键性能参数
- 比表面积：1800—2200㎡/g；
- CO₂吸附容量：常温常压下 80—85kg/m³，是传统活性炭（40kg/m³）的 2 倍；
- 吸附选择性：CO₂/N₂分离系数≥20，优先吸附 CO₂；
- 再生性能：100℃低温脱附，再生率≥90%，循环使用 10 次后吸附容量保持 85% 以上。
四、应用案例
某电厂采用稻壳基生物活性炭吸附装置捕集烟气 CO₂，烟气温度 40—60℃，CO₂浓度 10%—15%，吸附容量达 82kg/m³，CO₂捕集效率达 90%，脱附后的 CO₂纯度≥95%，可用于封存或化工利用。该技术年处理烟气 100 万 m³，捕集 CO₂1.2 万吨，同时消耗稻壳废弃物 5000 吨，实现固碳、环保、资源循环三重效益。
