随着全球气候变暖问题的日益严重,CO₂等温室气体的捕集和封存已成为当前的研究热点。溶剂吸收法是捕集CO₂的重要技术,它具有分离效果好、技术成熟可靠等优点,但用于大规模捕集CO₂时,目前仍存在成本较高等问题。利用过程强化技术提高CO₂吸收速率,是降低其吸收成本的重要途径之一。向吸收剂中加入纳米颗粒,可有效提高气液传质速率,是近年来出现的新型气液传质强化技术,在强化CO₂吸收方面收到越来越多的重视。我国是水稻生产大国,每年产生约4千万吨稻壳。稻壳热值高,主要用于燃烧发电,而燃烧之后产生稻壳灰却很难被直接利用,若处置不当可能会造成严重的环境问题。本文以稻壳灰为原料,采用硫酸酸化沉淀法在超重力旋转床中制备SiO₂纳米颗粒,并将其应用于强化CO₂吸收过程。论文主要研究内容及结果如下:1、研究了稻壳基SiO₂纳米颗粒的超重力法制备过程,主要考察了水玻璃流量、旋转床转速、表面活性剂种类及用量等因素对SiO₂比表面积、颗粒大小及形貌的影响。结果表明:水玻璃流量对产品比表面积的影响不大;在旋转床转速为1250 rpm,表面活性剂十二烷基苯磺酸钠（SDBS）为1%wt时,可得到粒径为10-20 nm的SiO₂颗粒,其比表面积达600 m2/g;SDBS的加入可使Si O₂的比表面积增加70 m2/g。2、考察了超重力环境下,纳米颗粒的加入对气液传质过程的强化作用。采用化学吸收法（CO₂-NaOH体系）和物理吸收法（CO₂-空气-水体系）测定了有效比表面积a、液相传质系数kL、总体积传质系数kLa、表面更新频率S。结果表明,在不同条件下,纳米颗粒的加入对气液传质都存在强化作用:a、kL、kLa、S随液相流量、气相流量的提高而增大,随旋转床转子转速的增加先提高,但是超过一定转速时（1250 rpm）强化传质的效果变弱;纳米颗粒对a、kL、kLa、S的强化存在一个最佳浓度（2.0 g/L）。纳米颗粒对气液传质过程的强化主要是通过增加a、kL、S而实现。3、研究了超重力旋转床中,SiO₂纳米颗粒的加入对单乙醇胺（MEA）吸收二氧化碳过程的强化。实验发现,当纳米颗粒含量为1.5 g/L、MEA浓度为10%wt、流量为120 L/h、混合气体流量为4000 L/h、旋转床转速为1200 rpm时,纳米流体对二氧化碳的吸收速率为0.00458 mol/s,较未加纳米颗粒的MEA溶液,吸收速率提高了16.7%。通过本文的研究,以稻壳灰为原料,利用超重力法制备的SiO₂纳米颗粒能够有效地强化气液传质过程。