二氧化碳

二氧化碳(carbon dioxide),化学式CO2。是空气中主要成分之一,是常见的温室气体,一种气态化合物,碳与氧反应生成其化学式为CO2,一个二氧化碳分子由两个氧原子与一个碳原子通过共价键构成。二氧化碳常温下是一种无色无味、不可燃的气体,密度比空气大,略溶于水,与水反应生成碳酸,所以二氧化碳是碳酸的酸酐。

发现历史

收起

公元300年左右,中国西晋学者张华就在他所写的《博物志》一书中作了烧白石作白灰有气体发生的记载。

17世纪初,比利时化学家范.海尔蒙特(J.B. Van. Helmont 1577——1644)在检测木炭燃烧和发酵过程的副产气时,发现二氧化碳。

1757年,J.布莱克第一个应用定量的方法研究这种气体。

1773年,拉瓦锡(A. L. Lavoisier) 把碳放在氧气中加热,得到被他称为“碳酸”的二氧化碳气体,测出质量组成为碳23.5——28.9%,氧71.1——76.5%。

1823年,迈克尔.法拉第(M. Faraday)发现,加压可以使二氧化碳气体液化。1835年,M. Thilorier制得固态二氧化碳(干冰)。

1884年,在德国建成第一家生产液态二氧化碳的工厂。

分子结构

收起

C原子以sp杂化轨道形成δ键。分子形状为直线形。非极性分子。在CO?分子中,碳原子采用sp杂化轨道与氧原子成键。C原子的两个sp杂化轨道分别与两个O原子生成两个σ键。

二氧化碳在常温常压下为无色无嗅的气体。CO?分子有16个价电子,基态为线性分子,属D∞h 点群。CO?分子中碳氧键键长为116pm,介于碳氧双键(乙醛中C=O键长为124pm)和碳氧三键(CO分子中C≡O键长为112.8pm)之间,说明它已具有一定程度的叁键特性。因此,有人认为在CO分子中可能存在着离域的大π键,即碳原子除了与氧原子形成两个键外,还形成两个三中心四电子的大π键。

C原子上两个未参加杂化的p轨道与sp杂化轨道成直角,并且从侧面同氧原子的p轨道分别肩并肩地发生重叠,生成两个∏三中心四电子的离域键。因此,缩短了碳—氧原子间地距离,使CO?中碳氧键具有一定程度的叁键特征。决定分子形状的是sp杂化轨道,CO?为直线型分子式。

空气中有微量的二氧化碳,约占0.039%。二氧化碳略溶于水中,形成碳酸,碳酸是一种弱酸。

化学反应

二氧化碳能与水反应形成碳酸:

由于碳酸很不稳定,容易分解:

向澄清的石灰水加入二氧化碳,会使澄清的石灰水变浑浊,生成碳酸钙沉淀:

如果二氧化碳过量会有:

二氧化碳会使烧碱变质:

如果二氧化碳过量:

即:

二氧化碳和金属镁反应:


理化性质

收起

物理性质

液体状态表面张力:约3.0dyn/cm

密度:1.816kg/m3

粘度:0.064mPa.S

临界温度:31.06℃

临界压力:7.383MPa

临界体积:10.6Kmol/m3

化学性质

碳氧化物之一,是一种无机物,不可燃,通常不支持燃烧,无毒性。

和水反应

二氧化碳可以溶于水并和水反应生成碳酸,而不稳定的碳酸容易分解成水和二氧化碳:

和碱性物质反应

二氧化碳可以和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水:

该反应用于检验二氧化碳(将气体通入澄清石灰水中,澄清石灰水变浑浊)

当二氧化碳过量时,生成碳酸氢钙:

第一步: 

第二步: 

总方程式: 

由于碳酸氢钙溶解性大,可发现沉淀渐渐消失(长时间往已浑浊的石灰水中通入二氧化碳,沉淀消失)。

和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,二氧化碳过量时,生成碳酸氢钠:

和活泼金属在点燃下的反应

二氧化碳本身不支持燃烧,但是会和部分活泼金属在点燃的条件下反应(如钠、钾、镁)生成相对应的金属的氧化物和碳:

配伍禁忌

尽管二氧化碳可与多种金属氧化物或还原性金属,如铝、镁、钛和锆发生剧烈的反应,但可与大多数物质配伍。与钠和钾的混合物受震时爆炸。

产生途径

收起

在自然界中二氧化碳含量丰富,为大气组成的一部分。二氧化碳也包含在某些天然气或油田伴生气中以及碳酸盐形成的矿石中。大气里含二氧化碳为0.03——0.04%(体积比),总量约2.75×1012t,主要由含碳物质燃烧和动物的新陈代谢产生。

⑴凡是有机物(包括动植物)在分解、发酵、腐烂、变质的过程中都可释放出CO?。

⑵石油、石腊、煤炭、天然气燃烧过程中,也要释放出CO?。

⑶石油、煤炭在生产化工产品过程中,也会释放出CO?。

⑷所有粪便、腐植酸在发酵,熟化的过程中也能释放出CO?。

⑸所有动物在呼吸过程中,都要吸氧气吐出CO?。

⑹所有绿色植物都吸收CO?释放出氧气,进行光合作用。CO?气体,就是这样,在自然生态平衡中,进行无声无息的循环。

⑺一切工业生产,城市运转,交通等都离不开排放二氧化碳。

⑻常用关于二氧化碳的化学方程式:

碳在充足的氧气中燃烧:

煤气工作原理: 

天然气工作原理: 

实验室用大理石和盐酸制取二氧化碳: 

碳还原氧化铜: 

熟石灰检验二氧化碳:

氢氧化钠与二氧化碳反应:

与水反应:

制取方法

收起

工业制法 高温煅烧石灰石

实验室制取

大理石或石灰石和盐酸反应通常需要对气体进行除杂干燥,盐酸反应时会挥发出氯化氢(HCl)气体,所以要通过饱和碳酸氢钠(NaHCO3)溶液除去气体中的氯化氢。溶液中的反应,气体溢出时会带出水蒸气,所以要求严格或必要时要对气体进行干燥,通常用装有浓硫酸的洗气瓶进行干燥。由于二氧化碳密度比空气大,能溶于水且能与水反应,所以采用向上排空气法。

另外,不能用碳酸钠和盐酸反应制取,因为反应速率太快,不易收集;不能用碳酸钙和浓盐酸反应,因为浓盐酸易挥发出大量氯化氢气体,使碳酸氢钠无法完全去除,制得的二氧化碳纯度会下降;也不能用碳酸钙和稀硫酸反应收集,因为反应会生成微溶于水的硫酸钙,硫酸钙会附着在碳酸钙表面,使碳酸钙无法与酸接触,影响反应的继续。附:

(上面的三种方法不适用于实验室)

化学诗歌

实验室制二氧碳,大理石与稀盐酸。两种苏打皆不用,速度太快控制难。

不用硫酸代盐酸,镁盐不如钙盐廉。硝酸见光易分解,验满瓶口火不燃。

反应式: 

1、实验室制二氧碳,

大理石与稀盐酸:“二氧碳”指二氧化碳。意思是说在实验室中是用大理石(CaCO?)和稀盐酸反应来制取二氧化碳。

2、两种苏打皆不用,速度太快控制难:“两种苏打”特指苏打(Na?CO?)和小苏打(NaHCO?)。这两句的意思是说不能用Na?CO?和NaHCO?代替CaCO?跟盐酸反应来制取CO?,是因为Na?CO?和NaHCO?跟盐酸反应的速度太快,产生的CO?很快逸出,不易控制,也不便于操作。

3、不用硫酸代盐酸:意思是说不能用稀硫酸代替盐酸。因为稀硫酸跟大理石(CaCO?)反应,则生成了微溶入水的硫酸钙(CaSO?)沉淀覆盖在大理石的表面上,阻碍了反应的继续进行,而使反应非常缓慢。

4、镁盐不如钙盐廉:“镁盐”指MgCO?;“钙盐”指CaCO?,意思是说不能用MgCO?代CaCO?,因为虽然MgCO?跟盐酸与CaCO?跟盐酸反应相似,但由于MgCO?的来源较少,不如CaCO?廉价易得。

5、硝酸见光易分解:意思是说不能用硝酸代替盐酸,因为硝酸见光易分解,若用硝酸代替盐酸,则制得的CO?中就会有少量的NO?和O?。此外,硝酸的价格较盐酸贵,故通常不用硝酸代替盐酸。

6、鉴别火柴不能燃:意思是说因为CO?能灭火,故可以将燃着的火柴置于集气瓶口检验,若火焰熄灭,则证明CO?已经充满了集气瓶。

应用领域

收起

在国民经济各部门,二氧化碳有着十分广泛的用途。二氧化碳产品主要是从合成氨制氢气过程气、发酵气、石灰窑气、酸中和气、乙烯氧化副反应气和烟道气等气体中提取和回收,商用产品的纯度不低于99%(体积)。

二氧化碳可注入饮料中,增加压力,使饮料中带有气泡,增加饮用时的口感,像汽水、啤酒均为此类的例子。

固态的二氧化碳(或干冰)在常温下会气化,吸收大量的热,因此可用在急速的食品冷冻。

二氧化碳的重量比空气重,不助燃,因此许多灭火器都通过产生二氧化碳,利用其特性灭火。而二氧化碳灭火器是直接用液化的二氧化碳灭火,除上述特性外,更有灭火后不会留下固体残留物的优点。

二氧化碳也可用作焊接用的保护气体,其保护效果不如其他稀有气体(如氩),但价格相对便宜许多。

二氧化碳激光是一种重要的工业激光来源。

二氧化碳可用来酿酒,二氧化碳气体创造一个缺氧的环境,有助于防止细菌在葡萄生长。

二氧化碳可控制pH值,游泳池加入二氧化碳以控制pH值,加入二氧化碳从而保持pH值不上升。

二氧化碳可用于制碱工业和制糖工业。

二氧化碳可用于塑料行业的发泡剂。

干冰可以用于人造雨、舞台的烟雾效果、食品行业、美食的特殊效果等。

干冰可以用于清理核工业设备及印刷工业的版辊等。

干冰可以用于汽车、轮船、航空、太空与电子工业。液体二氧化碳通过减压变成气体很容积和织物分离,完全省去了用传统溶剂带来的复杂后处理过程。

CO?超临界萃取技术。二氧化碳在温度高于临界温度(Tc)31℃、压力高于临界压力(Pc)3MPa的状态下,性质会发生变化,其密度近于液体,粘度近于气体,扩散系数为液体的100倍,因而具有很强的溶解能力,用它可溶解多种物质,然后提取其中的有效成分,运用该技术可生产高附加值的产品,可提取过去用化学方法无法提取的物质,且廉价、无毒、安全、高效。它适用于化工、医药、食品等工业。

聚合材料

一种正在研究的新型合成材料,以二氧化碳为单体原料在双金属配位PBM型催化剂作用下,被活化到较高的程度时,与环氧化物发生共聚反应,生成脂肪族聚碳酸酯(PPC),经过后处理,就得到二氧化碳树脂材料。在聚合中加入其它反应物,可以得到各种不同化学结构的二氧化碳树脂。二氧化碳共聚物具有柔性的分子链,容易通过改变其化学结构来调整其性能;较易在热、催化剂、或微生物作用下生分解,但也可以通过一定的措施加以控制:对氧和其它气体有很低的透过性。可开发出以下用途的产品:

1、从脂肪族聚碳酸酯与多异氰酸酯制备聚氨酯材料,优于普通聚酯聚氨酯的耐水解性能。

2、用顺丁烯二酸酐作为第三单体进行三元共聚;产物是一种含碳酸酯基和酯基的不饱和树脂,可交联固化,亦能与纤维之类固体复合,是类似于普通不饱和聚酯使用的一种新材料。

3、脂肪族聚碳酸酯可以与各种聚合物共混而获得各种不同的性能。可以用作环氧树脂、PVC塑料等的增韧剂、增塑剂或加工助剂。

4、二氧化碳、环氧乙烷等的共聚物,二氧化碳、环氧丙烷和琥珀酸酐的三元共聚物能被微生物彻底分解,不留残渣,是一类有希望的生物降解材料。

5、二氧化碳共聚物有优异的生物体相容性。特别设计的共聚物可望用作抗凝血材料或用作药物缓释剂。

6、某些型耐油橡胶的成本可比用纯丁腈降低10%左右,每吨产品的成本可降低1000元以上。

气体肥料

一定范围内,二氧化碳的浓度越高,植物的光合作用也越强,因此二氧化碳是最好的气肥。美国科学家在新泽西州的一家农场里,利用二氧化碳对不同作物的不同生长期进行了大量的试验研究,他们发现二氧化碳在农作物的生长旺盛期和成熟期使用,效果最显着。在这两个时期中,如果每周喷射两次二氧化碳气体,喷上4——5次后,蔬菜可增产90%,水稻增产70%,大豆增产60%,高粱甚至可以增产200%。

气肥发展前途很大,但目前科学家还难以确定每种作物究竟吸收多少二氧化碳后效果最好。

德国地质学家埃伦斯特发现,凡是在有地下天然气冒出来的地方,植物都生长得特别茂盛。于是他将液化天然气通过专门管道送入土壤,结果在两年之中这种特殊的气体肥料都一直有效。原来是天然气中的主要成分甲烷燃气起的作用,甲烷用于帮助土壤微生物的繁殖,而这些微生物可以改善土壤结构,帮助植物充分地吸收营养物质。

二氧化碳灭火器

二氧化碳灭火器 的使用方法

灭火时只要将灭火器提到或扛到火场,在距燃烧物5米左右,放下灭火器拔出保险销,一手握住喇叭筒根部的手柄,另一只手紧握启闭阀的压把。对没有喷射软管的二氧化碳灭火器,应把喇叭筒往上板70-90度。使用时,不能直接用手抓住喇叭筒外壁或金属连线管,防止手被冻伤。灭火时,当可燃液体呈流淌状燃烧时,使用者将二氧化碳灭火剂的喷流由近而远向火焰喷射。如果可燃液体在容器内燃烧时,使用者应将喇叭筒提起。从容器的一侧上部向燃烧的容器中喷射。但不能将二氧化碳射流直接冲击可燃液面,以防止将可燃液体冲出容器而扩大火势,造成灭火困难。

推车式二氧化碳灭火器一般由两人操作,使用时两人一起将灭火器推或拉到燃烧处,在离燃烧物10米左右停下,一人快速取下喇叭筒并展开喷射软管后,握住喇叭筒根部的手柄,另一人快速按逆时针方向旋动手轮,并开到最大位置。灭火方法与手提式的方法一样。

使用二氧化碳灭火器时,在室外使用的,应选择在上风方向喷射。在室外内窄小空间使用的,灭火后操作者应迅速离开,以防窒息。

人体危害

收起

二氧化碳密度较空气大,当二氧化碳少时对人体无危害,但其超过一定量时会影响人(其他生物也是)的呼吸,原因是血液中的碳酸浓度增大,酸性增强,并产生酸中毒。空气中二氧化碳的体积分数为1%时,感到气闷,头昏,心悸;4%-5%时感到眩晕。6%以上时使人神志不清、呼吸逐渐停止以致死亡。

因为二氧化碳比空气重,所以在低洼处的浓度较高。以人工凿井或挖孔桩时,若通风不良则会造成井底的人员窒息。CO?的正常含量是0.04%,当CO的浓度达1%会使人感到气闷、头昏、心悸,达到4%——5%时人会感到气喘、头痛、眩晕,而达到10%的时候,会使人体机能严重混乱,使人丧失知觉、神志不清、呼吸停止而死亡。应避免之物质:

各种金属粉尘(例如镁、锆、钛、铝、锰):当悬浮在二氧化碳中易点燃而爆炸。

水:会形成碳酸。

人吸入高浓度的二氧化碳所出现的昏迷及脑缺氧情况,一般大气中二氧化碳含量超过1%时,人即有轻度头晕反应;当超过3%时,开始出现呼吸困难;超过6%时,就会重度缺氧窒息甚至死亡。

过量吸入症状

主要征状有:头痛、头愫晕、耳鸣、气急、胸闷、乏力、心跳加快,面颊发绀、烦躁、谵妄、呼吸困难,如情况持续,就会出现嗜睡、淡漠、昏迷、反射消失、瞳孔散大、大小便失禁、血压下降甚至死亡。

二氧化碳的浓度达到1%以上,就会使人头晕目眩。达到4——5%,人便会恶心呕吐,呼吸不畅。超过10%,人便会死亡。

二氧化碳在室外是全球暖化;全球变暖的元凶之一,在室内对人体健康影响及行车安全顾虑更是不容忽视的主因之一。生活当中二氧化碳是人类无时无刻 在制造却经常被忽略的气体,21新世纪大众生活型态的改变,尤其现代人害怕噪音再加上户外空气质量不佳,人们为求隔绝噪音并享受居住空间或办公室空间空调系统带来的舒适便利,长时间将室内窗户密闭以致于室内二氧化碳浓度含量远高于室外平均值,更有医学报导在冷气房内睡觉连续八小时,由于空气有适足对流 有助尘螨滋生,早上会出现鼻塞、皮肤红痒等「病态建筑物症候群」(Sick Building Syndrome)的症状。

二氧化碳浓度含量会影响人类的生活作息,整理出二氧化碳浓度含量与人体生理反应如下:

.350——450ppm:同一般室外环境

.350——1000ppm:空气清新,呼吸顺畅。

.>10,00ppm:感觉空气浑浊,并开始觉得昏昏欲睡。

.>20,00ppm:感觉头痛、嗜睡、呆滞、注意力无法集中、心跳加速、轻度恶心。

.>50,00ppm:可能导致严重缺氧,造成永久性脑损伤、昏迷、甚至死亡。 

血清(血浆)中检测CO的含量是代谢性酸碱中度的指标之一,基本上代表了血浆中酸碱碱储备的情况。

急救措施

收起

打开门窗、通风孔,抢救者才可进入。将病人救出后,在空气新鲜处进行人工呼吸,心脏按摩,吸氧(避免高压、高流量、高浓度给氧,以免呼吸中枢更为抑制),开始1——2L/分,随病人呼吸好转逐渐增大给氧量(4--5L/分),以至采用高压氧治疗。(最好是纯氧)

吸入兴奋剂:多种兴奋剂交替、联合使用,如洛贝林、山梗菜碱等

防止脑和肺水肿:应用脱水剂、激素,限制液量和速度,吸入钠的份量亦应限制

对症治疗:给予多种维生素、细胞色素C、能量合剂、高渗糖,以防感染

抢救同时要留意有没有其他有毒气体存在,如一氧化碳等。

环境危害

收起

二氧化碳CO2平均约占大气体积的397ppm 。大气中的二氧化碳含量随季节变化,这主要是由于植物生长的季节性变化而导致的。当春夏季来临时,植物由于光合作用消耗二氧化碳,其含量随之减少;反之,当秋冬季来临时,植物不但不进行光合作用,反而制造二氧化碳,其含量随之上升。二氧化碳常压下为无色、无味、不支持燃烧、不可燃的气体,二氧化碳不供给呼吸。是一种温室气体因为它发送可见光,但在强烈吸收红外线。二氧化碳的浓度于2009年增长了约二百万分之一。

海洋是地表最重要的储水库,也是全球碳的第二大循环系统。通过对海洋循环以及CO?溶于海水的系统模拟证实,化石燃料燃烧产生的约40%的CO?会被海洋吸收。海洋中吸收与释放的CO?的量旗鼓相当。因此,海洋可被视为地球上最大的CO?水池。海洋不仅从大气中吸收CO,同时将其自身储存的CO?释放至大气中,海洋能作为CO?的存储池也是因为其吸收CO?的量略大于释放的量。

二氧化碳是主要的温室气体。因为二氧化碳具有保温的作用,会逐渐使地球表面温度升高。近100年,全球气温升高0.6℃,照这样下去,预计到21世纪中叶,全球气温将升高1.5——4.5℃。由温室效应所引起的海平面升高,也会对人类的生存环境产生巨大的影响。两极海洋的冰块也将全部融化。所有这些变化对所有生物而言无异于灭顶之灾。

多达四成的地面二氧化碳排放是由于火山爆发。据估计,每年火山爆发释放约130-230万公吨(145-255万吨)二氧化碳到大气中。温泉等也产生大量二氧化碳。在意大利的一个城市,当地的二氧化碳浓度一夜之间上升到75%以上,足以杀死昆虫和小动物,但在白天当阳光照射因为升温相当快,导致气体对流而分散。人类排放的二氧化碳超过火山爆发排放量130倍以上:一年270亿公吨。

地球上气温越来越高,是因为二氧化碳增多造成的。因为二氧化碳具有保温的作用,这一群体的成员越来越多,使温度升高,近100年,全球气温升高0.6℃,照这样下去,预计到21世纪中叶,全球气温将升高1.5——4.5℃。

海平面升高,也是二氧化碳增多造成的,近100年,海平面上升14厘米,到21世纪中叶,海平面将会上升25——140厘米,海平面的上升,亚马逊雨林将会消失,两极海洋的冰块也将大部分融化。所有这些变化对所有生物而言无异于灭顶之灾。 

空气中一般含有约0.03%二氧化碳,但由于人类活动(如化石燃料燃烧)影响,二氧化碳含量猛增,导致温室效应、全球气候变暖、冰川融化、海平面升高……旨在遏制二氧化碳过量排放的《京都议定书》已经生效,有望通过国际合作遏制温室效应。

测定方法

收起

节选自国家标准《公共场所空气中二氧化碳测定方法 GB/T 18204.24-2000》

1、范围

本标准规定了公共场所空气中二氧化碳浓度的测定方法。

本标准适用于公共场所空气中二氧化碳浓度的测定。

第一法不分光红外线气体分析法

2、 原理

二氧化碳对红外线具有选择性的吸收。在一定范围内,吸收值与二氧化碳浓度呈线性关系。根据吸

收值确定样品中二氧化碳的浓度。

3、 试剂和材料

3.1变色硅胶:于12℃干燥2h

3.2无水氯化钙D分析纯。

3.3 高纯氮气D纯度99.99%。

3.4烧碱石棉D分析纯。

3.5塑料铝箔复合薄膜采气袋0.5L或1.0L。

3.6 二氧化碳标准气体(0.5%)贮于铝合金钢瓶中。

4、 仪器和设备

4.1 二氧化碳不分光红外线气体分析仪

4.2 仪器主要性能指标如下:

测量范围0-0.5%;0-1.5%两档。

重现性≦±1%满刻度

零点漂移:≦±3%满刻度/4h

跨度漂移:≦±3%满刻度/4h

温度附加误差(在10-80℃)≦±2%满刻度/10℃

一氧化碳干扰:1000ml/m3(1000 ppm)co≤±2%满刻度。

供电电压变化时附加误差:220v±10%≤±2%满刻度。

启动时间:30min

抽氧流量:>0.5L/min

响应时间D指针指示到满刻度的90%的时间<15s。

二氧化碳—挥发油的测定—挥发油测定法。

应用范围:

该方法采用挥发油测定法测定二氧化碳中挥发油的含量。

该方法适用于姜科植物温郁金Curcuma wenyujin Y.H.Chen et C.Ling的干燥根茎。

方法原理:

供试品于挥发油测定器中加水适量,加热至沸并保持微沸至5小时后,读取测定器中挥发油的量,计算其含量。

试剂:

无特殊试剂

仪器设备:

二氧化碳吸收器:1000mL(或500mL、2000mL)的硬质圆底烧瓶,上接挥发油测定器,挥发油测定器的上端连接回流冷凝管。以上各部均用玻璃磨口连接。测定器应具有0.1mL的刻度。全部仪器应充分洗净,并检查接合部分是否严密,以防挥发油逸出。

注:装置中挥发油测定器的支管分岔处应与基准线平行。

试样制备:

操作步骤:

称取供试品粉末(过二——三号筛,24—50目)适量(约相当于含挥发油0.5——1.0mL) (准确至0.01g)置烧瓶中,加水300——500mL与玻璃珠数粒,振摇混合后,连接挥发油测定器与回流冷凝管。自冷凝管上端加水使充满挥发油测定器的刻度部分,并溢流入烧瓶时为止。置电热套中或用其他适宜方法缓缓加热至沸,并保持微沸约5小时,至测定器中油量不再增加,停止加热,放置片刻,开启测定器下端的活塞,将水缓缓放出,至油层上端到达刻度0线上面5mm处为止。放置1小时以上,再开启活塞使油层下降至其上端恰与刻度0线平齐,读取挥发油量,并计算供试品中挥发油的含量(%)。 

参考文献:

中华人民共和国药典,国家药典委员会编,化学工业出版社,2005年版,一部p.12。

统计数据

收起

2014年年4月北半球大气中月均二氧化碳浓度首次超过400ppm(1ppm为百万分之一)。

这一现象可视为温室气体水平不断升高的另一警告,必须采取紧急行动遏制新增温室气体排放。

自2012年以来,加拿大、美国、挪威和芬兰位于北极圈内观测站的记录显示春季月平均二氧化碳浓度已超400ppm,但北半球更低纬度的观测站记录也显示出该趋势。

世界气象组织位于佛得角、德国、爱尔兰、日本、西班牙与瑞士的观测站均报告说,2012年3月至4月记录的月均二氧化碳浓度超过400ppm。

2014年年4月,世界气象组织全球大气观测网中,所有位于北半球的观测站监测到的二氧化碳浓度均创当地春季最高值。2012年全球年均大气二氧化碳浓度为393.1ppm, 而工业化以前是278ppm。

二氧化碳贸易

收起

因为国际间碳排放政策的影响,各个国家间的CO?交易会涉及到非常复杂的碳排放税和国际间政治问题,故CO?的全球性贸易极度萧条。并且由于CO的储存运输成本较高,不适宜远距离运输,故进出口量均较少,出口量不到国内总产量的1%,所以二氧化碳进出口贸易情况对国内市场供需平衡影响很小。因CO?的运输方式与国际碳排放政策环境在可预测的未来若干年内不会发生大的变化,因而进出口格局在也不会发生大的改变。从2012年数据来看,主要进口地为中国台湾省、韩国、日本等周边国家和地区,主要出口目的地为菲律宾、中国香港、新加坡、印尼、中国澳门等地,此外东北地区企业每年有少量出口到俄罗斯。

研究进展

收起

科技日报讯(记者李大庆)二氧化碳(CO2),一种主要的温室气体,被认为是全球气候变暖的罪魁祸首。现在中国科学家“施以魔法”,能将它变成汽油。

近日出版的《自然—通讯》介绍了中科院大连化物所孙剑、葛庆杰研究员的一项成果。他们发现了CO2高效转化的新过程,通过设计一种新型多功能复合催化剂,首次实现了CO2直接加氢制取高辛烷值汽油。相关过程和催化材料已申报多项发明专利,被同行誉为“CO2催化转化领域的突破性进展”。

如果人们能以CO2为原料生产汽油,不仅可有效降低CO2造成的温室效应,还可减轻对传统化石能源的依赖。但与更活泼的孪生兄弟一氧化碳相比,CO2分子非常稳定,难以活化。与经典的费托合成路线相比,CO2与氢分子的催化反应更易生成甲烷、甲醇、甲酸等小分子化合物,很难生成长链的液态烃燃料。

大连化物所团队创造性地设计了一种高效稳定的多功能复合催化剂。通过多活性位的协同催化作用,在接近工业生产的条件下,催化剂实现了甲烷和一氧化碳的低选择性,烃类产物中汽油馏分烃的选择性达到78%。汽油馏分基本满足国Ⅴ标准对苯、芳烃和烯烃的组成要求。这种催化剂具有较好的稳定性,可连续稳定运转1000小时以上,显示出潜在的应用前景。

这项技术不仅为CO2加氢制液体燃料的研究拓展了新思路,还可为间歇性可再生能源(风能、太阳能、水能等)的利用开辟新途径:经过电解水制取的氢气与工业CO2废气催化转化成易存储运输的液态烃燃料。它既能减排,也具有显着的经济效益。 






词条统计

编辑次数:3次 更新时间:2018-07-02 创建者:国搜百科

标签:

化学   物质   气体  
加载中...

目录