钙循环技术（Calcium Looping,CaL）因天然石灰石储量丰富、价格低廉且理论CO₂吸附量较高的特点,是目前最具发展前景的碳捕集技术之一。为解决长循环下钙基吸收剂碳捕集性能大幅下降和系统成本高的问题,近年来学者们提出了水蒸气加强碳酸化、联合脱硫除碳以及钙铜联合循环等新型钙循环技术,并进行了一系列实验研究。然而现有研究只停留在现象描述和吸收剂表征的层面,未进行深入机理分析。本文通过第一性原理,利用CASTEP模块进行密度泛函理论（Density Functional Theory,DFT）计算,对新型钙循环技术吸收剂吸附阶段进行研究,旨在从更机理的层面解释前人实验的结果。为揭示水蒸气对钙基吸收剂碳酸化性能的影响机理,在CaO（001）表面上进行H₂O分子吸附、CO₂分子吸附以及CO₂分子和H₂O分子的共吸附计算,在H₂O-CaO（001）表面（吸附H₂O分子的CaO（001）表面）上进行CO₂分子吸附的计算,并在CO₂-CaO（001）表面上（吸附CO₂分子的CaO（001）表面）进行H₂O分子吸附的计算。初步得到O-top位是H₂O分子和CO₂分子在CaO（001）表面吸附的最佳吸附位点,在该位点上的吸附有最小的吸附能,最短的吸附剂和吸附质的距离以及有较大的电荷转移量和键布居数;在共吸附时,H₂O分子吸附相比于CO₂分子吸附更容易发生;当碳酸化过程中存在水蒸气时,H₂O分子先吸附在CaO表面并活化邻近的氧活性位点,且H₂O分子的吸附促进CO₂分子的吸附,从而使得CaO（001）表面更易于和CO₂发生相互作用;二者的共吸附机理可被初步认为是E-R机理而不是L-H机理,H₂O分子作为活性物质,先吸附在CaO（001）表面上形成H₂O-CaO（001）表面,然后CO₂分子吸附在邻近的氧活性位点。为揭示水蒸气和SO₂气体协同对钙基吸收剂碳酸化性能的影响机理,在CaO（001）表面上进行SO₂分子吸附、脱附计算以及CO₂分子脱附计算,在SO₂-CaO（001）表面（吸附SO₂分子的CaO（001）表面）上进行CO₂分子吸附、脱附的计算,在H₂O-CaO（001）表面上进行SO₂分子的吸附、脱附计算以及CO₂分子的吸附、脱附的计算。初步认为Bridge位是SO₂分子在CaO（001）表面上吸附时的最佳位点;SO₂分子在CaO（001）表面的吸附抑制了CO₂分子的吸附,由于CO₂分子在SO₂-CaO（001）表面上脱附时的反应能垒小于在CaO（001）表面的脱附能垒,可初步认为SO₂分子的吸附促进了CO₂分子的脱附,即抑制了CO₂分子在CaO（001）表面的吸附;H₂O分子在CaO（001）表面的吸附抑制了SO₂分子在CaO（001）表面的吸附,SO₂分子倾向于和H₂O分子形成的OH^-的O原子发生相互作用,同时SO₂分子在H₂O-CaO（001）表面的脱附能垒小于其在CaO（001）表面的脱附能垒,也表明H₂O分子的吸附促进了SO₂分子的脱附,即抑制了SO₂分子在CaO（001）表面上的吸附;H₂O分子的存在抑制了CO₂分子在CaO（001）表面的脱附,即促进了其在CaO（001）表面的吸附。为揭示铜基载氧体的加入对钙基吸收剂碳酸化性能的影响机理,研究了CO₂分子在CaO（001）表面掺杂Cu原子后的吸附情况,通过替换表层或次表层的Ca原子为Cu原子,构建两种不同的表面模型,CaO-Cuon（001）表面和CaO-Cuin（001）表面,并对两种表面的不同吸附位点进行了吸附计算。结果初步表明在CaO-Cuon（001）表面,NearO-top位和FarO-top位的吸附相差不大,其吸附能基本相等,电荷转移量和键布居也趋于一致,C原子与O_s原子的距离也相等,均产生了较强的吸附;在CaO-Cuin（001）表面,NearO-top位的吸附更强,因为其具有较小的吸附能,较低能量的态密度,较大的电荷转移量,较短的C原子与O_s原子的距离;除了Cu-top位,在其它吸附位点的吸附能均小于CO₂分子在CaO（001）表面O-top位上吸附的吸附能,因此可初步认为Cu原子的加入,增强了CO₂分子在CaO（001）表面的吸附作用。本文结果可以为更好的解释前人实验研究结果并设计更高效的钙剂吸收剂提供一定借鉴。