칼슘카바이드슬래그의 탄소 고정 적용 연구는 주로 거시적 수준에서 이루어지고 있으며, 미시적 관점에서 칼슘카바이드슬래그의 탄소 고정 메커니즘을 밝히는 연구는 적다. 현재 칼슘카바이드슬래그 내 다양한 불순물이 CO₂ 흡착 활성에 해로운지 여부는 불분명하다. 이에 X선 회절기법을 통해 칼슘카바이드슬래그 및 소성 전후의 상 조성을 분석하고, 밀도 범함수 이론을 이용해 가장 안정한 저지수 결정면 CaO-CaO(0 0 1), CaO-Fe_2O₃(0 0 1), CaO-Al_2O₃(1 1 1), CaO-MgO(1 0 0), CaO-SiO₂(00 1)를 구축하여 각 불순물 지지 표면 및 도핑 표면에서 CaO 클러스터의 흡착 성능과 각 표면 지지 CaO의 CO2 분자 흡착 능력을 모사하고 흡착계의 흡착 에너지, 전자 이동, 상태 밀도, 차등 전하 밀도 등을 분석하였다. 결과에 따르면 SiO₂는 흡착 과정에 뚜렷한 영향을 미치지 않았으며, 4가지 다른 지지 표면은 모두 칼슘카바이드슬래그의 소결 방지 성능을 향상시켰다. 영향력의 세기는 Al_2O₃>Fe_2O₃>MgO>CaO 순이며, Al_2O₃ 지지 표면의 흡착 에너지는 –8.82 eV로 Fe_2O₃, MgO, CaO 지지 표면의 각각 1.24배, 2.45배, 3.69배이다. 각 표면 지지 CaO의 CO₂ 흡착 능력은 유사하며, CaO, Fe_2O_3, Al_2O_3, MgO 지지 표면의 CaO 클러스터의 CO₂에 대한 전자 이동은 각각 0.67, 0.68, 0.71, 0.66 e이다. 불순물 존재는 CaO 기반 재료로서 칼슘카바이드슬래그의 소결 방지 성능을 효과적으로 향상시키지만 CO₂ 흡착 촉진에는 뚜렷한 효과가 없으며, 순수 CaO 지지 표면에 비해 도핑 표면 지지 CaO는 CO₂ 흡착 능력이 더 강하며, 흡착 에너지와 전자 이동은 각각 –4.92 eV와 0.71 e이다.

밀도 범함수 이론;칼슘카바이드슬래그;CO_2 흡착;소결 방지 성능;산업 고체 폐기물