近年来，光伏产业迅猛发展，市场对多晶硅需求持续攀升，西门子法制造的高纯度多晶硅在多晶硅生产中广泛应用。但多晶硅生产过程会产生大量副产物 SiCl4，虽研究人员对西门子工艺有所改进，可高能耗和副产品处理等挑战依旧存在，而合理处理 SiCl4 对减少环境污染和控制多晶硅生产成本意义重大。

同时，为缓解全球变暖，CCUS 技术快速发展。在众多固体 CO2 吸附剂中，Li4SiO4因具有较高理论 CO2 吸附能力、较低再生温度和良好热稳定性而前景广阔。不过，传统方法制备的 Li4SiO4 吸附剂面临高温烧结、再生性能差、吸附速率慢、成本高等难题。

近日，石河子大学化学化工学院于锋教研究团队在 CO2 高温捕集方面有新突破。该团队以多晶硅副产物 SiCl4为硅源合成高温 CO2吸附剂 Li4SiO4，并深入探究了前驱体溶液中 SiCl4含量和 CO 体积浓度对吸附性能的影响。结果显示，Li4SiO4-x（x = 0.5，1.5 和 2.5）在 100 vol.% CO2 气氛下展现出优异吸附性能和循环稳定性，在 20 次吸附/解吸循环中，累计吸附量分别可达 5.92、6.07 和 6.83 gCO2/g 吸附剂。此外，实验发现当 CO2 浓度从 100 vol.% 降至 50 vol.% 和 15 vol.% 时，吸附剂吸附平衡温度轻微左移，吸附容量也有不同程度下降，但仍保持良好循环稳定性。

图1. 由SiCl4制备不同形貌的SiO2前驱体。

图2. CO2吸附/解吸循环稳定性。

图3. 低CO2浓度下的捕集容量和稳定性。

此次研究有效利用了多晶硅生产中的副产品SiCl4，不仅利于减少环境负面影响，还降低了 Li4SiO4吸附剂生产成本，具有合成方法简单、能耗低、可工业放大等优势。制备的 Li4SiO4二氧化碳吸附性能和循环稳定性良好，工业发展前景广阔。

该成果发表在 Chemical Engineering Journal 上。论文第一作者是石河子大学化学化工学院硕士研究生郭爱霞，通讯作者为黄亮副教授和于锋教授。

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面，或点此查看原文）：

Synthesis of highly stable Li4SiO4-based CO2 sorbents using polysilicon by-product SiCl4 as raw material

Aixia Guo, Chaocao Cao, Yaxin Sun, Zhen Yang, Qiang Wang, Xueqin Li, Zhaomin Li, Liang Huang, Feng Yu

Chem. Eng. J., 2024, DOI: 10.1016/j.cej.2024.157055