在双碳目标引领下，CCUS 是工业领域降碳减排的关键技术路径。高压 CO₂储存是 CCUS 链条关键一环，探究多孔材料高压储碳性能，可为新型碳吸附材料开发与工程应用提供重要支撑。

本研究使用 AccuSorp HP 高压容量法气体吸附仪，对多种典型材料开展高压 CO₂吸附等温线测试，并给出了一套利用 AccuSorp HP 设备采集高压 CO₂吸附数据的完整实验方法，为实现高效二氧化碳封存和资源化利用，推动CCUS技术落地提供了多孔材料开发与评估的可信赖方案。

高压容量法气体吸附仪

AccuSorp HP

AccuSorp HP 全新高压容量法气体吸附仪，可在最高200bar压力条件下测量气体储存容量，比表面积、孔隙率和吸附动力学，反应真实应用工况下的材料性能。依托Micromeritics 60余年的气体吸附技术经验，AccuSorp HP可以获得符合全球学术发表标准的数据，无人值守全自动运行，满足工艺研发和质量控制中的高通量测试需求。

实验设置与测试结果

实验借助AccuSorp HP高压容量法气体吸附仪，采集4A、5A、13X 分子筛以及 Supelco 活性炭的 CO₂吸附等温线；设置 15℃、25 ℃、35 ℃三种测试温度，最高测试压力 45 bar。

选择 45bar 作为压力上限是因为15 ℃条件下 CO₂饱和蒸气压约 50 bar；AccuSorp HP 针对不可冷凝气体最高可工作至 200 bar。限制压力上限，能够避免 CO₂在样品管内部发生冷凝。

测试前，样品使用 VacPrep 脱气站完成离线脱气：所有样品热稳定性良好，高温不会发生结构破坏，统一设置 300℃ 脱气 8h。脱气完成后将样品转移至 AccuSorp HP 主机进行测试；样品池选用 2 ml 不锈钢腔体。

使用低热电制冷杜瓦设置测试温度。高压工况下 CO₂会显著偏离理想气体行为，实验过程采用空白校正，保证吸附量计算准确。

测试结果：CO2吸附等温线

以下四图展示了实验中AccuSorp HP测得四种多孔材料最高45bar压力下CO2的吸附等温线：

4A分子筛

5A分子筛

13X分子筛

Supelco 活性炭

全部样品均呈现吸附容量随温度升高而降低的相同规律。三种分子筛属于含有大量微孔的材料，低温条件下吸附能力很强。Supelco 活性炭在低压段 CO₂吸附量偏低，但压力升高之后吸附容量表现优异。

从等温线测试可以得到核心结论： 低压条件下，CO₂吸附主要发生在材料的微孔孔道内部；高压条件下，材料总孔容决定最大吸附容量。4A、5A 分子筛孔径很小，带来优异低压吸附性能，但总孔容相比 13X 分子筛与 Supelco 活性炭更小。因此这两种分子筛在相对较低压力下孔道就已经被吸附质填满。

测试结果：吸附等量焓

AccuSorp HP 采集的等温数据在MicroActive 软件中分析，完成吸附等量焓计算，得到不同吸附覆盖度条件下材料的吸附焓。 吸附等量焓是气体分子吸附到材料表面释放的能量；数值越高，代表气体‑材料之间相互作用越强。

以下四图为本实验 4 种样品计算得到的 CO₂吸附等量焓曲线：

4A分子筛

5A分子筛

13X分子筛

Supelco 活性炭

吸附焓计算结果与等温线得到的规律保持一致。 三种分子筛零覆盖度下吸附焓接近 50 kJ/mol，并且随着吸附覆盖度增加不断降低；其中 4A、5A 分子筛的吸附焓随覆盖度升高衰减现象最为明显。 与之对比，Supelco 活性炭零覆盖度吸附焓显著低于分子筛；但随着吸附覆盖提升，吸附焓数值十分稳定，维持在 25 kJ/mol 左右。

结论

本应用报告介绍使用 AccuSorp HP 高压容量法气体吸附仪开展高压 CO₂吸附表征的完整流程，对 4A 分子筛、5A 分子筛、13X 分子筛以及商用 Supelco 活性炭开展吸附性能对比评价。 分子筛材料表现出很强的 CO₂亲和能力，Supelco 活性炭与 13X 分子筛均具备优异高压 CO₂吸附能力。

实验充分验证 AccuSorp‑HP 用于评价多孔材料高压储碳性能的可行性与有效性，可以可靠获取高压 CO₂吸附容量与吸附焓关键数据，是多孔碳捕获材料高压吸附表征的有力测试平台。