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近年来，全球气候变暖趋势加剧，引起了人们的广泛关注。作为主要的温室气体之一，CO2的排放量逐年增加，必须加以控制。另一方面，CO2可用于某些工业领域。因此，开展CO2的捕获、贮存与应用研究，具有显著的环境效益和经济效益，成为当今科学研究的热点之一。由于CO2的排放主要来自于化石燃料的燃烧等化工过程，一般伴随有高温，所以高温CO2吸收剂是当前研究的主要方向。常见的高温CO2吸收剂有锂基吸收剂和钙基吸收剂。其中，钙基吸收剂因其具有原料来源广泛、价格低廉、吸收率高等特点而成为研究的重点。但是，钙基吸收剂在CO2循环吸收的过程中易出现烧结现象，从而影响其对CO2的循环吸收性能。为了改善钙基吸收剂CO2循环吸收的性能，本论文以石灰石为原料，研究了通过碳化法制备碳酸钙，进而煅烧获得钙基吸收剂的工艺。并采用X射线粉末衍射仪、扫描电子显微镜、CO2吸收/脱附测试等方法和手段，着重研究了添加不同晶形控制剂、金属离子对碳酸钙及钙基吸收剂的颗粒大小、形貌和所得钙基吸收剂CO2循环吸收性能的影响。主要的研究成果如下：石灰石原料在900oC下煅烧1h，烧失率达42.8%，接近其理论值；生石灰在CO2气氛下于600oC煅烧1h吸收CO2量较大。在利用碳化法合成碳酸钙的过程中，碳化温度越低，碳酸钙颗粒越小，在40oC时的碳酸钙的合成时间最短；混合气体中CO2浓度升高，碳酸钙合成时间缩短，颗粒尺寸略有增大。加入乙二胺四乙酸、十六烷基三甲基溴化铵、硫酸锌、柠檬酸晶形控制剂后，所制备的碳酸钙分别呈纺锤状、立方体、球形颗粒、不规则形状。与石灰石原料煅烧所得钙基吸收剂相比，碳化法所制钙基吸收剂的CO2循环吸收效果有了显著的提高。加入晶形控制剂乙二胺四乙酸、十六烷基三甲基溴化铵、柠檬酸后，循环吸收30次的CO2吸收率分别为41.9%、30.9%和43%，其中加入柠檬酸的效果最好，其循环吸收15次的CO2吸收率仍高达75.5%。但是，加入硫酸锌则大幅降低了钙基吸收剂的CO2吸收性能。与石灰石原料直接煅烧所得钙基吸收剂相比，掺杂碳酸锶、硝酸铝使钙基吸收剂的初次CO2吸收率从80.3%分别降低为78.1%、75.6%，但却减缓了多次循环时吸收率的下降幅度。循环吸收30次，CO2吸收率从31%分别提高至32.9%、49.9%。