二氧化碳矿物封存技术现状及展望

面对温室效应带来的生态灾难,利用各种技术封存固定CO2成为了关键,CO2矿物封存是其中最环保、最安全、最永恒的CO2固定方式。本文从封存方案、反应机理及碳化原料三方面详细介绍了CO2矿物封存技术的基本原理,并全面概述了CO2矿物封存的技术路线,其中包括直接碳化路线以及以酸浸出工艺、熔盐碳化工艺、铵盐浸出工艺以及生物浸出工艺为代表的间接碳化路线。同时结合国内外研究进展分析了各种CO2矿物封存技术的优缺点及其产业化前景,并提出今后我国CO2矿物封存技术研究和发展应更加注重从资源综合利用的角度考虑,将CO2看做是廉价碳资源材料,积极推进碳捕获、利用与封存项目的实施。     

温室气体CO2矿物碳酸化固定研究进展

将温室气体CO2以碳酸盐（如CaCO3、MgCO3）的固体形式永久储存起来,即CO2矿物碳酸化固定,是减少大气中CO2含量,解除温室效应的一种全新方法。从温室气体CO2矿物碳酸化固定所需的原料、化学及热力学、反应动力学机理等方面,分析了此种方法的特点,同时评述了CO2矿物碳酸化固定的6种典型工艺路线,以及国外有关温室气体CO2矿物碳酸化固定的研究热点。最后指出以工业固体废弃物为原料的间接工艺路线是温室气体CO2矿物碳酸化固定的具有较好应用前景的技术途径。     

熔盐电解还原二氧化碳制碳技术

通过电解高温熔融Li0.896Na0.625K0.479CO3混合碳酸盐制取碳燃料,并由中间产物Li2O、Na2O、K2O吸收空气中CO2使碳酸盐电解质再生,从而构筑一个完美的良性循环,最终将CO2转化为C物质。实验通过极化曲线、循环伏安曲线对反应的电化学性能进行了研究,考察了电极材质、电解温度以及相同电量下不同电流强度和电解时间对反应结果的影响,并借助SEM-EDS、TG/DTA、XRD等手段对提纯后的产物进行表征。结果表明：Fe作阴极、Ni作阳极时的电势值较低、电极稳定性较好;随温度的升高,电势的绝对值降低,温度为500 ℃时对反应较有利;1 A?h的电量下,电流强度1.0 A、电解时间1 h时,反应的电流效率较高,可达65.98%;电解产物为无定形碳,含碳量可达80%以上。本研究为二氧化碳的资源化利用提供了一种新途径。     

广东CO2资源的回收和综合利用

综述了广东省ＣＯ２资源的回收利用情况,分析了ＣＯ２应用的潜在市场,介绍了几种成熟可靠的ＣＯ２回收工艺和应用实例,提出了进一步扩大开发利用ＣＯ２资源的建议。     

二氧化碳的活化及其催化加氢制二甲醚的研究进展

CO₂是一种稳定的物质,其化学惰性限制了CO₂转化技术的发展。本文介绍了化学催化、生物活化、光电活化及等离子体活化等CO₂活化方式,从CO₂催化加氢合成二甲醚的工艺研究、催化剂开发、催化加氢机理和本征动力学研究等方面综述了CO₂催化加氢合成二甲醚的研究进展,认为化学催化法是目前应用最广泛的一种CO₂活化方式。对于一步法催化CO₂加氢合成二甲醚的工艺,其难点是制备高效CO₂活化催化剂。开发高效的CO₂活化及转化催化剂及对CO₂合成二甲醚的反应过程进行机理探究,是推广CO₂转化技术的关键。     

CO2的绿色利用技术研究进展

近年来CO2的综合利用越来越引起人们的重视。本文介绍了近年来通过化学途径实现CO2资源化利用的研究方向及进展,并报道了最新的研究技术和成果。通过适当的化学反应,CO2可以转化为液体燃料、甲醇、碳酸酯类等高附加值的产品,还可通过CH4–CO2催化重整制成合成气来制备乙烯或含氧化合物等。另外,本文还介绍了其它新型CO2化学利用技术,如通过合理设计的化学肺可将CO2直接转换为氧气,利用太阳能、电能和生物微藻技术实现CO2向有用化学品的转化以及作为新型储氢材料的研究利用进展。     

碳碱法加工硼镁矿制硼砂

根据生产实践及理论推导，对碳碱法加工硼镁矿制硼砂的一些理论性问题阐述其观点：（1）硼镁矿粉碳解生成的不溶性镁盐是碱式碳酸镁；（2）碳解反应的真正的控制步骤是溶解的CO2或HCO3^-与硼镁矿粉的反应；（3）碳解反应正确的平衡常数是K1=c（B4O7^2-）／c（HCO3^-），B2O3转化率R与K之间不存在直接联系。     

环氧乙烷与CO2合成碳酸乙烯酯动力学研究

环氧乙烷与CO2合成法是一种具有工业应用价值的碳酸乙烯酯生产方法,有必要对其反应机理和动力学加以研究。文中假设CO2与环氧乙烷合成碳酸乙烯酯的反应按照亲核加成反应机理分3步进行,其中催化剂溴化四乙铵作为亲核试剂。在一定温度和一定的压力下,碳酸乙烯酯的合成反应速率正比于催化剂和环氧乙烷浓度。提出了动力学方程,通过实验对假设机理进行了验证,并回归得到动力学方程参数。所得合成碳酸乙烯酯的反应动力学方程对大规模工业化生产具有一定参考价值。     

环氧环己烷与二氧化碳合成碳酸环己烯酯的化学反应动力学

引言由于CO2排放量的急剧增加,“温室效应”已成为当今世界性的难题,固定CO2并综合利用CO2的研究显得越来越重要。CO2和环氧化合物经过环加成反应制备环状碳酸酯的工艺路线,为固定和利用CO2提供了一条有效途径。环状碳酸酯不仅是一种性能优良的高沸点、高极性的有机溶剂,而且在     

典型二氧化碳利用技术的低碳成效综合评估

面向全新的碳中和愿景,二氧化碳利用作为一种重要的低碳技术,受到了学术界和工业界的广泛关注,开展技术的低碳成效评估对于技术研发及布局的顶层设计具有重要意义。然而已有研究主要基于技术特征开展定性的优先序判断,缺乏系统性的评估方法。本文首先对国内外二氧化碳利用技术发展现状开展梳理,围绕技术特性、碳中和效应、经济效应和社会效应四个方面,采用层次分析和目标趋近相结合的方法,构建了针对二氧化碳利用技术低碳成效综合评估的方法学;并对我国典型的二氧化碳利用技术低碳成效现状以及未来潜力开展应用评估,通过不同二氧化碳利用技术低碳成效的横向对比以及技术不同阶段低碳成效的纵向对比,研究发现：目前我国二氧化碳利用技术低碳成效整体水平偏低,不同二氧化碳利用技术低碳成效的差异主要来自技术特性和碳中和效应两大方面;我国现有的典型二氧化碳利用技术中,二氧化碳加氢合成甲醇技术和二氧化碳与甲烷重整制备合成气技术的低碳成效相对显著;通过对未来不同阶段二氧化碳利用技术低碳成效的对比分析,发现不同二氧化碳利用技术的低碳成效变化有较大差异,其中二氧化碳矿化养护混凝土和二氧化碳光电催化转化技术的低碳成效有明显提升。     

二氧化碳催化转化新进展

本文介绍了近年来由CO2制取甲醇、二甲醚、合成气、胺类等化学品的研究新进展。并对CO2研究发展方向进行初步探讨。     

Dissolution kinetics of colemanite in water saturated by carbon dioxide

The dissolution kinetics of original and calcinated samples of the boron containing mineral colemanite, in CO₂-saturated water were studied. Effects of particle size, calcination temperature and reaction temperature were evaluated. It was observed that the dissolution is chemically-controlled. The reaction rate decreased with increase in particle size, and increased with increase in the calcination and reaction temperatures. The activation energy for solution of the sample calcinated at 400°C as calculated as 57.7 kJ mol^?1.     

面向二氧化碳捕集的过程强化技术进展

化石能源的大量燃烧在推进人类工业化进程的同时也使当今世界面临愈发严峻的气候变化和环境问题。为降低大气中日益增长的CO₂浓度并实现《巴黎协定》所设定的2℃目标,CO₂捕集技术得到了越来越广泛的关注和研究,其中部分技术已实现了小规模工业化。在持续推进节能减排的背景下,通过CO₂捕集对现有工业过程进行强化是CO₂捕集技术发展的一个新兴方向,如此不但可提高原有过程的效率和产品品质,还可大幅减少其碳排放,是具有应用前景的技术路线。本文从CO₂捕集的主流技术出发,介绍了面向CO₂捕集的过程强化技术,重点介绍CO₂捕集强化的蒸汽重整制氢过程、水气变换过程和生物质气化过程,以及耦合CO₂捕集的CO₂加氢过程、CH₄干重整过程和化学链燃烧过程,最后还对捕集后CO₂的利用与转化技术进行了简介。     

Kinetics of carbon dioxide and methane hydrate formation

Experimental data on the kinetics of carbon dioxide hydrate formation and its solubility in distilled water are reported. The experiments were carried out in a semi-batch stirred tank reactor at nominal temperatures of 274, 276 and 278 K and at pressure ranging from 1.59 to 2.79 MPa for the kinetics experiments and at pressure ranging from 0.89 to 2.09 MPa for the solubility experiments. A minor inconsistency in the kinetic model developed by Englezos et al. (1987a) was removed and the model was modified to determine the intrinsic kinetic rate constant for carbon dioxide hydrate formation. The same model was also used to re-determine the intrinsic kinetic rate constant for methane hydrate formation. The model is based on the crystallization theory coupled with the two-film theory for gas absorption in the liquid phase. The Henry's constant (H) and apparent dissolution rate constant (K_La) required in the model were determined using the experimental solubility data. The kinetic model describes the experimental data very well. The kinetic rate constant obtained for the carbon dioxide hydrate formation was found to be higher than that for methane.     

CO2吸收材料的研究进展

全球变暖已成为当前困扰人类生存和发展的重大障碍,因此,CO2吸收材料的研究成为了当前科学研究的热点。本文介绍了CO2捕获和富集的几种方法,主要包括溶剂吸收法、吸附法,并按照基质的不同将吸附法分为金属氧化物类、纤维类、活性炭类、分子筛类、碳纳米管类、聚合物类。同时介绍了其研究进展,并简述了各自的优缺点。指出氨基修饰的碳纳米管是一种很有潜力的CO2吸收材料。     

Cu wiring into nano-scale holes by electrodeposition in supercritical carbon dioxide emulsified electrolyte with a continuous-flow reaction system

In this paper, a continuous-flow reaction system was proposed and examined for filling of Cu into holes with 60 nm in diameter and aspect ratio of 2 and 5 by an electroplating method with supercritical carbon dioxide (sc-CO₂) emulsified electrolyte on a round-type large-area hole test element group (TEG) with diameter of 300 mm, which has an integrated structure of Cu seed layer on TiN barrier layer sputtered on Si substrates. Copper-sulfate-based electrolyte was used and emulsified by sc-CO₂ and a surfactant and Cu particles was added to create a suspension. 313 K and 12 MPa were used with various applied current density (1.41, 2.83 and 4.23 A/dm²). The TEG was found to be completely covered by electrodeposited Cu when 2.83 A/dm² was used. All of the holes were filled by Cu without any voids at 2.83 A/dm², while incomplete filling was observed at 1.41 and 4.23 A/dm². Moreover, a contamination of carbon was not detected by glow discharge optical emission spectroscopy and the reaction was suggested to be feasible to apply into Cu wiring.     

二氧化碳的捕集、固定与利用的研究进展

面对不断恶化的温室效应所带来的危机,各国同意采取措施减少二氧化碳排放量,中国也已经承诺2030年左右碳排放达到峰值。然而,二氧化碳的排放控制和捕获（CCS）仍是全球环境的一大挑战。把二氧化碳封存和固定一直是学者们努力的方向和研究重点,并试图为实现更加彻底高效的碳捕获和封存引入新的方法——二氧化碳利用。有研究指出矿化是二氧化碳利用的新方向,其环保、低成本等优点吸引着人们的研究目光。在淡水资源短缺的另一重威胁下,利用海水进行碳捕获和利用推动了二氧化碳矿化的进一步研究。两者结合,不仅实现了二氧化碳的固定利用,还能解决来自海水淡化厂的海水预处理或卤水废弃物的利用。综述了近年来二氧化碳捕集、固定和利用方法的研究进展,通过对各种方法的利弊分析,发现碳利用的概念为CCS注入了新的活力。     

Mechanism for the formation of carbon dioxide in the catalytic oxidation of carbon monoxide and methane on silica

The oxidation of carbon monoxide to carbon dioxide is shown to be catalyzed at 850 K or above over almost all lattice oxygen atoms on the surface of silica prepared by the sol-gel method from ethyl orthosilicate under conditions which yield high selectivity to carbon dioxide in the oxidation of methane.     

煤焦二氧化碳气化反应活性影响因素研究现状

煤二氧化碳气化反应是一种煤清洁利用的手段,其关键是提高反应活性。综述了原煤性质、热解过程、反应温度与压力、催化剂,以及二氧化碳气速、煤焦的粒度等因素对反应活性的影响,并对煤焦气化技术进行了展望。