二氧化碳的利用

（2）、 聚合膜一直成功地 应用于从天然气中分离CO 2， 但由于高温和苛刻的化学反应， 聚合膜被认为不可能在烟道气 和燃料气条件下得到应用。与 其他的烟道气分离方法相比， 聚合膜的制备是不经济的。
5.电化学法
熔融碳酸盐电化学分离 法需要在氧化条件下从碳酸 盐中分离出CO2，因而该法 较少应用于从燃料气中直接 分离CO2。除了以上方法， 还有冷却氨吸收法、氢氧化 物分离法、低温蒸馏法等。 在我国，这些技术由于能耗 较大、成本很高以及政策不 到位等原因，并未在大多数 耗能企业如发电厂、水泥厂、 钢铁厂等得到广泛应用。
优点： CO2气体辅助注射成 型制品的物理力学性能 不改变，树脂熔体流动 性能好、制品尺寸精度 高、外观光洁光亮、成 型速度快、成本低，是 高附加值成型制品的首 选注射成型技术。
3 .制备有机化工产品 除利用CO2 生产多种基本无机 化工原料外，以CO 2为原料合成高 分子化合物的开发研究也十分迅速， 不少已进入实用化阶段，如用CO2， 合成聚碳酸酯、聚酮、液晶聚合物、 聚脲等有机高分子化合物。 此外，用CO 2还可以合成甲醇、 二甲醚、苯乙烯.
过量的 CO2 排放以及相应的气候 变化问题已经成为了目前迫切需要解 决的重大国际问题，通过合理的途径 实现CO2的资源化利用无疑是解决这 一问题的绝佳途径之一。 因此，通过化学、生物等方法将 CO2 转化成为更具附加值的能源、化 工原料和精细化学品就成为了目前科 学工作的热点方向，受到了来自多方 面的关注。
在400 ℃下，镍氧 化物在甲烷中很容易 还原到镍 。 用x射线 衍射研究了金属氧化 物在 烷中的还原量， 经x射线衍射其相变化， 发现镍氧化物和掺有 杂质锂的镍氧化物很 容易还原到镍，但是 其他氧化物的还原比 较困难。
4.膜分离法 又称分子筛法，利 用不同的聚合材料对不 同的气体具有不同的渗 透率，将CO2从锅炉尾 部烟气中分离出来的方 法。其最大优点在于投 资少，结构简单，操作 方便。工业上常见的分 离CO2的膜有醋酸纤维 膜、乙基纤维素膜、聚 苯醚等。这些膜对于 CO2现出良好的渗透性。
优点 1）、采用该技术生产氨基甲酸 酯工艺条件温和且安全，产物收 率也高。鉴于该工艺避免了传统 的剧毒光气合成路线。 2）、氨基甲酸酯作为医药、农 药和有机合成中间体的广泛用途， 工业化应用前景广阔。
（2 ）、表面活性剂
在常温常压下，以甲醇为溶剂， 用烷基胺溶液吸收CO2 ，鼓泡吸收后 的溶液经分离就可获得一种用途很广 的阴离子表面活性剂 ，且甲醇溶剂 分离后还可以循环使用。
解决办法
固态电解质比熔融碳酸盐电池的 操作温度低，固态电解质容易处理， 腐蚀问题大幅度减少，比熔融碳酸盐 具有更长的使用寿命。使用一个固态 电解质膜联合熔融碳酸盐从烟道气中 分离CO2 能够解决许多问题。
二.二氧化碳资的 固定和利用
1.CO2的生物固定
研究者发现，CO2 作为光合作用的底物， 温度较高时在培养液中 的溶解度较低。因此， 如果在大规模微藻培养 过程中不断向培养液中 通人高浓度的CO2 ，不 仅可以为微藻的生长提 供足够的碳源，同时可 以保持培养液的pH值为 3。
Winnick等 最早提出使用熔融碳酸盐燃 料电池膜从飞行舱的空气中分离出CO2 ， 并且首先对用熔融碳酸盐膜从电厂烟道气 中分离CO 2进行了研究。最近，日本大阪 研究社、英国石油公司和意大利Ansaldo公 司也对用熔融碳酸盐电化学系统分离捕集 烟道气中CO2进行了实验研究 。Granite 研 究了使用碱性碳酸盐或碱土碳酸盐固态电 解质分离烟道气中CO2的可能性。
该工艺操作简单，对于含有大量 CO2，的尾气的处理效果极佳。
优点 与传统的回收CO 2的方法如 变压吸附法、热钾碱法、乙醇 胺法相比，该法更经济可行， 是当前CO2 资源化利用的新技术， 有待于进一步实现工业化。
4、用作人造金刚石的原料 2002年，陈乾旺等 用CO 2为原料、金属钠为 还原剂，在440 ℃和81．06 MPa的反应釜中 反应12 h，成功地将CO 2还原成了金刚石， 且实验有较好的重复性，用碱金属锂、钾代 替钠也取得了成功。该立方金属金刚石的拉 曼光谱特征峰的波数为1 331．8 cm～，其半 高宽为4．7 cm～，与天然金刚石的拉曼光谱 半高宽2．5 cm 很接近，表明金刚石结 晶很好。
100 年前大气中的二氧化碳有80 %来自 动物、植物的呼吸作用，20%来自燃料的 燃烧。 散布在大气中，75%被河流、湖泊、 海洋，及降雨吸收，溶解于水中；5%被植 物光合作用吸收而约有不到1／3的二氧化 碳却“去向不明”。作为全球变化的前沿 课题，近年来，这一著名的“二氧化碳去 向不明”之谜强烈地吸引着各国科学家进 行研究。
二氧化碳
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资源利用
20131130090 20131130091 20131130097 20131130044 20131130096 20131130046 20131150008 20131130005 20131130149
组员： 李源达 赵瑞熊 玉嫩相 段红珠 潘世浩 谢华忠 韦飞荣 郭镇武 李 允
Nobutaka等在PH值为3 在小球 藻培养液中通人含高浓度CO2 的空 气，使小球藻的生长速度明显加快； 在光生物反应器全封闭培养叉鞭金 藻和盐藻时，补充质量浓度700μ L ／L以上的CO 2，可明显提高实验微 藻的生物量，并可缩短培养周期。
此外，以CO 2为碳源，利用真养产 碱杆菌，可生产生物降解塑料聚羟基丁 酸酯(PHB)，也可生产单细胞蛋白、乙酸 等。由于CO 2的生物固定技术具有绿色 增效、降耗的功能，发展前景广阔。
2.吸附法
通过吸附剂在一定条件下对 CO2进行选择性吸附，再将CO2 解析分离的方法。常用的吸附 剂有活性炭、沸石、硅胶、分 子筛等。 按照改变的条件，吸附法又 可分为：变电吸附(ESA)、变压 吸附(PSA)、变温吸附(TSA)等。 其中以变压吸附法发展较为迅 速，目前在化肥、化工工业中 获得了广泛应用。
(1). 氨基甲酸酯 Buther 首先报道了伯胺、 仲胺及芳香胺、卤代烷与CO 2在无机碱的作用下，可以在 常温常压下高产率地合成氨 基甲酸酯。 用CO 2作无机碱时氨基 甲酸酯的产率可达96％ ， Salvatore等 发现，在该反应 系统中加入碘化四丁铵可以 进一步提高反应的选择性， 不同的胺可得到不同的结果。
2. CO2：气体辅助注射成型
利用CO2 气体 供给计量装置，在 注射成型前，同时 向模具和塑化料筒 注入CO 2气体，它 以增塑剂的形式与 熔融树脂混合，进 行注射成型加工。
日本住友公司成功开发出一种 “AMO—TEC”CO 2气体辅助注射成型专 用注射成型机。成型树脂中混入CO2 气 体后，可大幅度降低熔体黏度，有利于 提高成型制品的质量，如聚苯乙烯(PS)树 脂中加入2％ ～2．5％的CO 2气体后，Ps 树脂的熔体度下降1／2，注射充填压力 从275 MPa降至200 MPa，注射成型温度 由295 ℃降至270 ℃。
减少大气中二氧化碳的 方法有
（1）减排，主要路线首先是从源头上
减排，即通过调整产业、经济、能源结 构，鼓励低排放、低能耗企业的建设， 对高能耗的企业实行技术改造； （2）大力发展节能技术，提高能源利 用率；寻找新能源；增强公民意识，改 变生活方式等； （3）对迫不得已排放的CO2通过回收 分离、捕获贮存、资源化利用等技术减 少或消除其排放。
近年来，研究开发出了许多经济 分离捕集CO2 最常用的方法有 可行的新方法，如 电化学法、 溶剂吸收法、 膜分离法、 吸附法、 化学循环 低温分离法等。 燃烧法 、 酶解法、 光生物合成法、 催化剂法等。
吸收法 包括物理吸收 和化学吸收。物理 吸收是指利用那些 对CO2具有较大溶 解度的有机溶剂做 吸收剂，通过对 CO2的加压让其溶 解到该溶剂内，再 通过减压让CO2释 放出来，通过这样 的交替方式完成 CO2的捕获分离。 1.
随着高分子材料科学的不断发 展，膜分离技术将不断完善，成为 CO2的捕获分离的又一重要手段。 同时我国已经掌握了碳捕集、分离 与净化技术，在二氧化碳综合利用 领域的技术与世界先进水平相当， 这些都为我国实现二氧化碳资源化 利用和规模化利用、减少二氧化碳 排放提供了有力的技术支撑。
（1） 、选择性膜 能够通过分子大小或化 学亲和力的差异从气流 中分离出CO2。研究者 对基于无机材料(如沸 石、氧化铝、活性炭和 硅石等)的CO2 选择性 膜进行了大量研究。结 果表明，无机膜的选择 性、渗透性和化学稳定 性是膜成功应用于分离 烟道气或燃料气CO2的 前提，活性炭作为CO 2 分离膜材料的潜能还很 大。
熔融碳酸盐燃料电池是 在闭合电路(应用一个 外部电动势)下通过膜 传输CO2； 其反应原理 如下： 阴极：O2+2 CO2+4 e=2 C2O32-； 2阳极：2 H2+2 C2O3 =2CO2+2 H2O +4 e 总反应：02+2 H2=2 H2O
熔融碳酸盐电化学电池分离CO2，有几个 优点： (1)熔融碳酸盐在燃料电池方面的有广泛的 技术基础； (2)随着温度的升高，熔融碳酸盐对CO2的 吸收效果越好，在600℃时CO2的扩散率相当 于10 cm ／s； (3)从电厂烟道气中分离CO2的附加电力费 用较低。
1990年，Winnick 估计从烟道气中分离捕 集CO 2的费用约为20$ /t。
但是，熔融碳酸盐电化学电 池在电厂烟道气分离CO2，的应用 中也有缺点。 （1）、熔融碳酸盐是一个糊 状腐蚀剂，在高温下具有极强的 腐蚀性，其制作和操作都很困难； 烟道气中的SO2、SO3 也会毒化电 池，导致硫酸盐的生成； （2）、在高温烟道气环境下， 电解质隔离和电极退化也是严重 的问题 。
人类活动要为全球
暖化现象负90％的责任， 全球暖化现象主要归因 于人类使用化石燃料， 排放了大量的二氧化碳 等温室气体，造成了温 室效应。近年来，随着 工业的快速发展，绿色 植被减少，越来越多的 化石燃料的燃烧导致大 气中二氧化碳含量逐年 增加。
1995年，我国CO 排 放量已达3．01×10 t， 占全球排放总量的13．6 ％ ，居世界第2位，但国 内对工业废气中CO 2回 收利用的研究工作起步 较晚，工业化利用技术 与国外相比尚有一定差 距⋯ 。
5、 超临界CO2萃取 超临界CO2：萃取技术 (SFE—CO2：)是当今 世界上最新、最具发展 前景的一种物质分离技 术，它的萃取效率和选 择性之高，是其他方法 无法比拟的。在人们日 益崇尚绿色食品的今天， SFE—CO2：无疑是替代 化学方法的最佳选择， 目前用SFE—CO2。
优点 萃取方法生产的产品已有天然色素、 香精、鱼油、添加剂、黄酮、亚麻酸、各种 籽油等。采用SFE—CO2：提取芝麻油，收率 46．39％ ，微波萃取收率23．01％ ，超声 波萃取收率23．99％。由此可见，SFE—CO2： 萃取芝麻油的萃取收率最高，且品质最好， 质量最稳定 。 采用SFE—CO2 净化黄芪中的重金属， 重金属净化率达到85％ 以上，中药材中的 有效成分损失率低于5％ 。
3 、化学循环燃烧法 化学循环燃烧是一种更容易从烟 道气中分离CO2的新方法。镍氧 化物催化剂一直被广泛应用于甲 烷的化学循环燃烧，对镍氧化物， 反应原理可表示为：
CH4+4 NiO =CO2+2 H2O +4 Ni 4 Ni+2 O2=4 NiO
化学循环燃烧法的经济性要依 靠大量可以无数次循环再生的有活 性的氧化物载氧体，控制载氧体的 磨损和惰性是该技术成功的关键。 由于其经济性好，化学循环燃烧法 作为从烟道气中捕集分离CO 2的新 方法前景看好。
近几十年来，随着工业的快速发展，需 要使用大量的煤、石油、天然气等，但是其 燃烧产生的二氧化碳远远超过了过去自然产 生的二氧化碳，再加上人类对森林的乱砍滥 伐，被植物吸收转换的二氧化碳量大大减少， 此外陆地上水体面积总在进一步的缩小，对 二氧化碳的调节能力又进一步减弱，使大气 中的二氧化碳含量逐年增加，地表温度又逐 渐增加。