Исследования применения известкового шлака для улавливания углерода в основном проводятся на макроуровне, исследований, раскрывающих механизмы улавливания углерода шлаком с микроскопической точки зрения, мало. Влияние различных примесей в известковом шлаке на активность поглощения CO₂ пока не ясно. В связи с этим, путем анализа фазового состава шлака до и после прокалки с помощью рентгеновской дифрактометрии и моделирования наиболее стабильных низкоиндексных кристаллических поверхностей 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) с использованием теории функционала плотности, смоделирована адсорбция кластеров CaO на различных поверхностях с примесями и допированными, а также их адсорбционная способность по отношению к молекулам CO2, проанализирована энергия адсорбции, перенос электронов, плотность состояний, дифференциальная плотность заряда в этих адсорбционных системах. Результаты показывают, что SiO₂ практически не влияет на процесс адсорбции; четыре различных поддерживающих поверхности повышают сопротивляемость известкового шлака спеканию с силой действия в порядке Al_2O₃>Fe_2O₃>MgO>CaO. Энергия адсорбции на поверхности с поддержкой Al_2O₃ составила –8.82 эВ, что в 1.24, 2.45 и 3.69 раза выше, чем на поверхностях с поддержкой Fe_2O₃, MgO и CaO соответственно; способности поддерживающих поверхностей CaO адсорбировать CO₂ близки, перенос электронов для кластеров CaO на поверхностях CaO, Fe_2O_3, Al_2O_3 и MgO равен 0.67, 0.68, 0.71 и 0.66 э; наличие примесей эффективно повышает сопротивляемость спеканию известкового шлака как материала на основе CaO, но не значительно способствует адсорбции CO₂; по сравнению с чистой поверхностью поддержки CaO, допированные поверхности поддержки CaO обладают большей способностью к адсорбции CO₂ с энергией адсорбции и переносом электронов –4.92 эВ и 0.71 э соответственно.

Теория функционала плотности;Известковый шлак;Поглощение CO_2;Сопротивление спеканию;Промышленные твердые отходы