Petroleum products have assisted human advancement, yet massive carbon dioxide (CO2) emissions are inducing global warming, thus calling for advanced techniques of CO2 separation and capture. Here we review carbonaceous and non-carbonaceous solid adsorbents, owing to their lower cost, higher energy efficiency and easier regenerability versus solvent-based adsorbents. We present thermal and chemical activation methods. Carbonaceous adsorbents such as activated carbon and carbon nanotubes have tunable surface properties, low moisture sensitivity and high thermal stability. Adsorption on solid adsorbents is mainly explained by thermodynamic, molecular sieving and kinetic mechanisms. Optimum adsorption is done below 70 °C for all adsorbents. Non-carbonaceous adsorbents such as zeolites and metal–organic frameworks have high CO2 uptake capacity, yet they are costly and highly moisture sensitive. This uptake capacity is explained by the suitable channel diameter of zeolites (0.3 - 1.0 nm) for effective capture of the CO2 molecule (0.33 nm). Metal–organic frameworks are a new class of efficient adsorbents but have drawbacks such as complex synthesis, high cost and higher sensitivity towards moisture and temperature. Metal oxide-based solid adsorbents have higher adsorption capacity owing to their high porosity, favourable porous structure, high stability and specific surface area. Solid adsorbents can be modified by reagents such as amines, potassium hydroxide and urea or by thermal treatment. In particular, the impregnation of polyethylenimine on solid adsorbents is more stable.

中文翻译：

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使用固体碳质和非碳质吸附剂捕获二氧化碳：综述

石油产品有助于人类进步，但大量二氧化碳 (CO2) 排放正在引发全球变暖，因此需要先进的二氧化碳分离和捕获技术。在这里，我们回顾了碳质和非碳质固体吸附剂，因为它们与溶剂型吸附剂相比成本更低、能源效率更高且更容易再生。我们提出热和化学活化方法。碳质吸附剂（如活性炭和碳纳米管）具有可调节的表面特性、低湿度敏感性和高热稳定性。固体吸附剂的吸附主要通过热力学、分子筛和动力学机制来解释。所有吸附剂的最佳吸附温度均在 70 °C 以下。沸石和金属有机骨架等非碳质吸附剂具有较高的 CO2 吸收能力，但它们价格昂贵且对水分高度敏感。这种吸收能力可以通过沸石的合适通道直径（0.3 - 1.0 nm）来解释，以有效捕获 CO2 分子（0.33 nm）。金属有机骨架是一类新型高效吸附剂，但具有合成复杂、成本高、对水分和温度敏感性高等缺点。基于金属氧化物的固体吸附剂由于其高孔隙率、良好的多孔结构、高稳定性和比表面积而具有较高的吸附容量。固体吸附剂可以通过试剂如胺、氢氧化钾和尿素或通过热处理进行改性。特别是，聚乙烯亚胺在固体吸附剂上的浸渍更稳定。这种吸收能力可以通过沸石的合适通道直径（0.3 - 1.0 nm）来解释，以有效捕获 CO2 分子（0.33 nm）。金属有机骨架是一类新型高效吸附剂，但具有合成复杂、成本高、对水分和温度敏感性高等缺点。基于金属氧化物的固体吸附剂由于其高孔隙率、良好的多孔结构、高稳定性和比表面积而具有较高的吸附容量。固体吸附剂可以通过试剂如胺、氢氧化钾和尿素或通过热处理进行改性。特别是，聚乙烯亚胺在固体吸附剂上的浸渍更稳定。这种吸收能力可以通过沸石的合适通道直径（0.3 - 1.0 nm）来解释，以有效捕获 CO2 分子（0.33 nm）。金属有机骨架是一类新型高效吸附剂，但具有合成复杂、成本高、对水分和温度敏感性高等缺点。基于金属氧化物的固体吸附剂由于其高孔隙率、良好的多孔结构、高稳定性和比表面积而具有较高的吸附容量。固体吸附剂可以通过试剂如胺、氢氧化钾和尿素或通过热处理进行改性。特别是，聚乙烯亚胺在固体吸附剂上的浸渍更稳定。金属有机骨架是一类新型高效吸附剂，但具有合成复杂、成本高、对水分和温度敏感性高等缺点。基于金属氧化物的固体吸附剂由于其高孔隙率、良好的多孔结构、高稳定性和比表面积而具有较高的吸附容量。固体吸附剂可以通过试剂如胺、氢氧化钾和尿素或通过热处理进行改性。特别是，聚乙烯亚胺在固体吸附剂上的浸渍更稳定。金属有机骨架是一类新型高效吸附剂，但具有合成复杂、成本高、对水分和温度敏感性高等缺点。基于金属氧化物的固体吸附剂由于其高孔隙率、良好的多孔结构、高稳定性和比表面积而具有较高的吸附容量。固体吸附剂可以通过试剂如胺、氢氧化钾和尿素或通过热处理进行改性。特别是，聚乙烯亚胺在固体吸附剂上的浸渍更稳定。固体吸附剂可以通过试剂如胺、氢氧化钾和尿素或通过热处理进行改性。特别是，聚乙烯亚胺在固体吸附剂上的浸渍更稳定。固体吸附剂可以通过试剂如胺、氢氧化钾和尿素或通过热处理进行改性。特别是，聚乙烯亚胺在固体吸附剂上的浸渍更稳定。