碳捕集与利用（CCU）技术在能源结构低碳化转型与碳净零排放中起着关键作用，但受制于冗长的工艺步骤和高企的能源资金投入难以推广实施。集成二氧化碳(CO2)捕集与利用（ICCU）为一体可通过原位催化转化的方式协同实现CO2升级和吸附剂再生，避免了传统CCU技术中高耗能的温压变换再生和气体压缩储运等中间步骤，显示出极具竞争力的工业应用前景。本文总结了ICCU领域国内外的最新研究进展，从与CO2捕集集成的反应出发，分析应用于ICCU过程的“捕集-催化”双功能材料的设计准则，探讨材料与碳捕集与催化转化性能的构效关系，解析原位催化转化的反应机理，以期为材料与过程的理性设计提供参考。结合非热催化转化技术，本文综述了前沿的研究进展，展望了其在ICCU领域的发展前景与方向。基于ICCU设计思路耦合其他高碳排过程，本文拓展了相关的应用场景，为相关过程创新提供了思路。本综述总结了ICCU系统及双功能材料体系的发展现状、前景与机遇，从材料到过程进行了综合的评论，为该领域未来的研究及工业化提供了重要参考。

1. 前言
2捕集与逆水煤气变换一体化'>2. CO2捕集与逆水煤气变换一体化
2.1含催化剂的碱基双功能材料体系
2.1.1 Ni基双功能材料体系
2.1.1.1 Ni-CaO双功能材料
2.1.1.2 其他Ni基双功能材料
2.1.2 非Ni基双功能材料体系
2.1.2.1 单一催化剂体系
2.1.2.2 多元催化剂体系
2.2 无催化剂的碱基双功能材料体系
2.2.1 天然矿石体系
2.2.1.1 天然矿石煅烧CaO双功能材料
2.2.1.2 天然矿石直接氢化还原
2和H2O的影响'>2.2.1.3 O2和H2O的影响
2.2.2 金属氧化物和熔盐修饰CaO体系
2.2.2.1 金属氧化物修饰CaO
2.2.3 其他体系
2捕集与逆水煤气变换一体化动力学模拟与经济性评价'>2.3 CO2捕集与逆水煤气变换一体化动力学模拟与经济性评价
2捕集与逆水煤气变换一体化反应机理'>2.4 CO2捕集与逆水煤气变换一体化反应机理
2捕集与甲烷化一体化'>3. CO2捕集与甲烷化一体化
3.1双功能材料的设计
3.1.1材料选择
3.1.2材料的集成方式
2捕集与甲烷化一体化反应性能'>3.2 CO2捕集与甲烷化一体化反应性能
2捕集与甲烷化一体化机理'>3.3 CO2捕集与甲烷化一体化机理
3.4 床层结构影响
2捕集与甲烷干重整一体化'>4. CO2捕集与甲烷干重整一体化
4.1. 双功能材料设计
2捕集与甲烷干重整一体化反应条件影响'>4.2. CO2捕集与甲烷干重整一体化反应条件影响
2捕集与甲烷干重整一体化反应机理'>4.3 CO2捕集与甲烷干重整一体化反应机理
2捕集与热转化一体化技术'>5. 其他CO2捕集与热转化一体化技术
2捕集与低碳烷烃氧化脱氢一体化'>5.1 CO2捕集与低碳烷烃氧化脱氢一体化
2捕集性能优化'>5.1.1 CO2捕集性能优化
5.1.2 乙烷脱氢催化剂的开发
2捕集与甲醇化一体化'>5.2 CO2捕集与甲醇化一体化
2直接空气捕集与利用一体化'>5.3 CO2直接空气捕集与利用一体化
2捕集与利用集成技术'>6. 非常规CO2捕集与利用集成技术
2捕集与光催化一体化'>6.1 CO2捕集与光催化一体化
2捕集与非热等离子体催化一体化'>6.2 CO2捕集与非热等离子体催化一体化
2捕集与电催化一体化'>6.3 CO2捕集与电催化一体化
2捕集与转化一体化'>6.4 微波驱动的CO2捕集与转化一体化
2捕集与转化一体化'>6.5 熔融盐体系中的CO2捕集与转化一体化
2捕集与转化一体化与其他过程的耦合'>7. CO2捕集与转化一体化与其他过程的耦合
2捕集与转化一体化'>7.1生物质气化耦合CO2捕集与转化一体化
7.2 其他潜在的耦合过程
2捕集与化学链转化一体化'>7.2.1 CO2捕集与化学链转化一体化
2捕集与化学链部分氧化重整一体化'>7.2.2 CO2捕集与化学链部分氧化重整一体化
2捕集与部分氧化重整一体化'>7.2.3 CO2捕集与部分氧化重整一体化
2捕集与转化一体化'>7.2.4 吸附增强水蒸气重整制氢耦合CO2捕集与转化一体化
2捕集与转化一体化'>7.2.5 生物炭气化耦合CO2捕集与转化一体化
8. 结论与展望

孙书桩,郭亚飞,赵传文,等.二氧化碳捕集与利用一体化技术研究进展[J/OL].洁净煤技术,1-100[2025-03-19].http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.3676.td.20250314.1812.002.html.