二氧化碳捕集、封存和利用（CCUS）技术的发展以及应用场景的扩大，基于吸附技术实现二氧化碳捕集也广受关注。其中，研发低成本、高效率的二氧化碳吸附剂材料成为当前研究和产业化的热点之一。
固体吸附剂材料对环境友好
在二氧化碳分离、捕集技术中，吸附技术是相对成熟并且应用最多的一种技术。吸附技术具有能耗低、操作简单、吸附量大、循环性能好等优点，与吸附技术相配套的二氧化碳吸附剂材料种类较多，总体而言，可分为固体吸附剂材料与液体吸附剂材料。
东南大学材料科学与工程学院教授张友法介绍，固体吸附剂材料具有较弱的腐蚀性，而且吸附能耗低，具有安全性和环境友好性等优势，将其应用到二氧化碳捕集中具有很好的效果。固体吸附剂材料还包括了高温吸附剂材料和低温剂吸附材料。其中，高温吸附剂材料以氧化钙吸附剂材料为代表，能够在高达600℃的温度下对二氧化碳进行吸附。由于氧化钙吸附剂材料属于碱性物质，二氧化碳属于酸性气体，因此其能较为容易地吸附二氧化碳，这两种物质通过化学反应生成碳酸钙。
低温吸附剂材料包括活性炭、沸石等，除了不能在较高温度下吸附二氧化碳外，具有较好的二氧化碳吸附效率和再生性能等优点。以沸石为例，它是自然界中存在的一种天然硅铝酸盐，具有纳米级的均匀孔径，形成相互连接的通道和网状结构，具有筛分分子、吸附、离子交换和催化作用，人工合成的沸石又被称为分子筛。分子筛的吸附是一种物理过程，通过分子引力作用在固体表面产生一种“表面力”，当二氧化碳气体流过时，其中的分子会碰撞到吸附材料表面，并聚集于此，从而使气体中的分子数目减少，达到分离、清除的目的。由于吸附不发生化学变化，因此只要设法将聚集在表面的分子“赶跑”，“再生”的分子筛就又具有吸附能力了。
液体吸附剂材料成本较低
作为二氧化碳吸附剂材料生产企业之一，西安蓝晓科技新材料股份有限公司（以下简称蓝晓科技）董事长高月静说，目前全球范围内，工业化的二氧化碳捕集技术以溶剂吸附法为主，核心吸附材料为液体有机胺化合物。液体胺吸附效果好、成本低，但是再生能耗高，对设备腐蚀较大。
不过，随着科技的进步，液体吸附剂材料也在不断改进和优化。郑州大学化工学院、中国科学院过程工程研究所等单位的科研人员发表的文章《负载型离子液体吸附分离二氧化碳的研究现状及展望》显示，因具有极低挥发性、强气体亲和性、可调的结构性质等特点，离子液体在二氧化碳捕集分离领域逐渐显示出独特的优势。但离子液体通常黏度较高，或在室温下呈固态，导致吸附效果差或者无法直接应用于吸附分离过程。
而负载型离子液体是将离子液体与有机或无机多孔材料，通过物理或化学方法结合而形成。作为二氧化碳吸附剂材料，负载型离子液体兼具离子液体和多孔材料的共同优势，不仅能提升选择性分离效果，还能有效避免采用离子液体直接吸收二氧化碳的高黏度问题，提高了二氧化碳吸附效率。通过离子液体和载体的不同结合方式，负载型离子液体可分为物理负载型、化学负载型离子液体，其合成方法通常为浸渍法、键合法、溶胶—凝胶法等。与离子液体结合的多孔材料，主要包括硅基、聚合物、活性炭、沸石与金属有机骨架等。
新型吸附剂材料不断出现
当前，我国在二氧化碳吸附剂材料研发方面不断取得新突破。如南京工业大学化工学院刘晓勤教授、孙林兵教授课题组研发出一种智能光响应吸附剂材料，实现了对二氧化碳的低能耗、可控式捕集。相关研究成果发表在国际知名期刊《德国应用化学》上。
在工业上的吸附分离操作中，传统吸附剂材料通常需要在变温或变压条件下实现其循环使用，也就是在常温下吸附、升温时脱附或在加压下吸附、减压后脱附。“但问题是，这个吸附—脱附的过程能耗较高。”孙林兵说，材料能吸附二氧化碳，材料本身就必须具备吸附活性位点，否则就无法实现选择性吸附。
为了减小吸附—脱附过程的能耗，课题组在吸附剂材料中引入诸如偶氮苯等光响应成分，使其和活性位点发生作用，在不同光照条件下，响应分子的构型发生转变，进而对活性位点的性质进行了调节，实现二氧化碳的吸附和脱附。
