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吸附强化甲烷水蒸气重整技术（SESMR）是通过在水蒸气重整甲烷过程中加入固体吸附剂就地吸附二氧化碳，促进重整反应的进行，能在较低的反应温度下获得高纯度的氢气，近年来受到广泛关注。其中，高温二氧化碳固体吸附剂是本项目的关键，本研究主要针对固体吸附剂制备及其吸附性能展开研究。在综合论述CO2高温吸附剂、锆酸锂材料研究现状的基础上，提出了溶胶凝胶法制备了改性锆酸锂吸附剂的方法，并对掺杂钾铷改性吸附剂进行了仔细的研究。
采用柠檬酸溶胶凝胶法制备锆酸锂吸附剂，对K-Li2ZrO3采用热分析仪（TGA）、X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）等多种表征手段进行分析。研究了制备锆酸锂的反应时间和反应温度等对吸附剂结构的影响，同时还对K2CO3掺杂量、吸附温度和CO2分压等对K-Li2ZrO3吸附CO2性能的影响进行了深入研究，并考察了吸附剂的循环吸附性能。结果表明：当制备吸附剂的反应温度70℃，反应时间4h，K+与Li+物质的量之比为0.5时获得的K-Li2ZrO3吸附剂具有最佳的CO2吸附性能。当吸附温度550℃，CO2分压为0.25bar时，K-Li2ZrO3吸附剂的饱和吸附量达到21.8wt.%，经5次吸附-脱附循环后，其吸附能力没有明显变化，表明K-Li2ZrO3吸附剂有良好的稳定性；通过分析K-Li2ZrO3吸附剂在不同吸附温度下的动力学数据，认为K-Li2ZrO3与CO2反应的过程符合Avrami-Erofeev吸附模型，反应经过反应控制阶段和离子扩散控制阶段。
在上述制备K-Li2ZrO3的基础上，加入Rb2CO3对吸附剂进行共熔盐混合改性，获得Rb/K-Li2ZrO3吸附剂，并采用TGA、XRD、SEM等对吸附剂进行表征。结果表明：通过铷掺杂后吸附剂的吸附/脱附速率以及吸附CO2性能都获得显著的提高。当吸附温度为550℃、CO2分压为0.25bar时，Rb/K-Li2ZrO3吸附剂的饱和吸附量达23.8wt.%；随着CO2分压的升高，样品的吸附速率加快。经过15次吸附-脱附循环后，30min内的吸附容量仍可达初始容量的86.1%，热稳定性能良好。同时，对比了三种吸附剂5次完整吸附-脱附循环测试，发现通过K2CO3和Rb2CO3两种共熔盐掺杂的吸附剂循环性能优于K2CO3单一共熔盐掺杂的吸附剂。
采用柠檬酸溶胶凝胶法制备锆酸锂吸附剂，对K-Li2ZrO3采用热分析仪（TGA）、X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）等多种表征手段进行分析。研究了制备锆酸锂的反应时间和反应温度等对吸附剂结构的影响，同时还对K2CO3掺杂量、吸附温度和CO2分压等对K-Li2ZrO3吸附CO2性能的影响进行了深入研究，并考察了吸附剂的循环吸附性能。结果表明：当制备吸附剂的反应温度70℃，反应时间4h，K+与Li+物质的量之比为0.5时获得的K-Li2ZrO3吸附剂具有最佳的CO2吸附性能。当吸附温度550℃，CO2分压为0.25bar时，K-Li2ZrO3吸附剂的饱和吸附量达到21.8wt.%，经5次吸附-脱附循环后，其吸附能力没有明显变化，表明K-Li2ZrO3吸附剂有良好的稳定性；通过分析K-Li2ZrO3吸附剂在不同吸附温度下的动力学数据，认为K-Li2ZrO3与CO2反应的过程符合Avrami-Erofeev吸附模型，反应经过反应控制阶段和离子扩散控制阶段。
在上述制备K-Li2ZrO3的基础上，加入Rb2CO3对吸附剂进行共熔盐混合改性，获得Rb/K-Li2ZrO3吸附剂，并采用TGA、XRD、SEM等对吸附剂进行表征。结果表明：通过铷掺杂后吸附剂的吸附/脱附速率以及吸附CO2性能都获得显著的提高。当吸附温度为550℃、CO2分压为0.25bar时，Rb/K-Li2ZrO3吸附剂的饱和吸附量达23.8wt.%；随着CO2分压的升高，样品的吸附速率加快。经过15次吸附-脱附循环后，30min内的吸附容量仍可达初始容量的86.1%，热稳定性能良好。同时，对比了三种吸附剂5次完整吸附-脱附循环测试，发现通过K2CO3和Rb2CO3两种共熔盐掺杂的吸附剂循环性能优于K2CO3单一共熔盐掺杂的吸附剂。