二氧化碳制取的研究精选(九篇)
第1篇：二氧化碳制取的研究范文
关键词：化学教材；制取研究；修改建议
现行人民教育出版社义务教育教科书化学九年级上册第113页是这样介绍实验室制取二氧化碳的原理：在实验室里，二氧化碳常用稀盐酸与大理石（或石灰石，主要成分都是碳酸钙）反应来制取。收集方法：课本第115页上图示的二氧化碳的收集方法是向上排空气法。
多年教学中，我们先让学生探究分别用碳酸钠、碳酸氢钠、水垢、鸡蛋壳、石灰石与稀盐酸或稀硫酸反应；再让学生选择适合实验室制取二氧化碳的化学反应，结果每个班都有85%以上的学生选择了碳酸钠与盐酸反应制取二氧化碳，而选择石灰石与稀盐酸反应制取二氧化碳的学生很少。
是否是我们的探究过程出了什么问题？教学实践与反思中，笔者越来越觉得用教科书上方法引导学生去制取并收集二氧化碳，并没有灵活地将化学与生活联系起来，过于呆板和僵化，极易使学生的思维定势，更谈不上学生创新思维的养成。
根据教者近年来的教学研究，结合学生学习实际，笔者建议：制取二氧化碳的化学反应原理中增加用鸡蛋壳、碳酸钠或碳酸氢钠与酸反应制取二氧化碳；仪器中增加注射器；气体收集装置考虑因素中，不去比较氧气和二氧化碳是否与水反应，并允许学生探究排水法收集二氧化碳。
作如此建议的理由如下：
1.由本课题在教材中的地位和学情决定的。
本课题在全书乃至整个化学学习过程中，所占的地位十分重要。它是培养学生在实验室制取某气体时确定药品的选择、装置的设计、收集方法等思路的最佳素材，通过学习可以使学生尽快从简单模仿到有目的地选择。如何在课堂教学中体现学生主体，让学生真正参与到教学中来，进而学会思考、学会合作、学会设计、学会比较、能实验、能总结、能表达，最终学会对各种气体进行制取的设计。因而充分用好本课题就显得十分重要。
而学生在前面已学习了氧气的实验室制法，具备了一些气体制备的实践经验，已有了初步设计实验室制取气体的知识、技能。教材在第二单元氧气的制法中还介绍了用过氧化氢溶液和二氧化锰粉末制取氧气，通过学生的实验探究，不仅理解了催化剂和催化作用的概念，而且对该反应的速率受温度、浓度、接触面积大小影响也有所感性认识，通过课本42页的习题4，学生已经会用注射器来加反应液，控制化学反应的进行了。因此，学生对如何控制化学反应的进行已有了必备的基础，这就是学生会选择碳酸钠与盐酸反应制取二氧化碳的原因。
2.由科学探究活动的主旨决定的。
化学探究应当还活动“主动权”给学生，让学生在活动中自行获得不一样的体验。因而，我们在教学设计中，应首先引导学生分析以下几种生成二氧化碳的方法是否适宜于实验室制取二氧化碳：木炭在空气或氧气中燃烧、蜡烛燃烧、木炭还原氧化铜、动植物的呼吸作用，学生从生成二氧化碳是否容易跟原反应物分离、反应条件是否容易达到的角度加以否定了。接着，我们再让学生探究分别用碳酸钠、碳酸氢钠、水垢、鸡蛋壳、石灰石与稀盐酸或稀硫酸反应，并用澄清石灰水检验生成的气体，学生们都会认为上述反应有二氧化碳生成，此时教师通过多媒体介绍上述物质与酸反应生成二氧化碳的原理。最后让学生来选择适合实验室制取二氧化碳的化学反应，自然而然地，有的学生会选择碳酸钠与盐酸反应制取二氧化碳，有的会选择石灰石与稀盐酸反应制取二氧化碳，等等。由于学生已有控制反应的基础，他们选择碳酸钠酸反应制取二氧化碳正是他们亲身实践、积极动脑、认真思考得到的结果，根本就没有错，反而培养了学生探究能力和创新思维，和勇于思考、坚持真理的精神。
3.由实验操作的安全要求决定的。
原有实验室制取二氧化碳所用的石灰石或大理石边角料尽管易得，但往往颗粒较大，向试管或锥形瓶中装时要选择大小适中的，对于过大的，老师们常用铁锤敲打，碎片乱飞，这样有安全隐患；从多年的学生分组实验来看，锥形瓶破损严重，这肯定与使用石灰石有关系。使用石灰石或大理石时，如果同时使用了长颈漏斗，有时长颈漏斗不易伸到瓶底，造成装置漏气或易造成瓶底破裂。而碳酸钠或碳酸氢钠也是日常生活中常用的物质，比较容易找到，有助于将化学与生活联系起来，提升学生学习化学的兴趣，并且它们是粉末，使用起来不易损坏仪器。
4.由知识的科学性和拓展要求决定的。
关于二氧化碳的收集方法，教材在第114页的探究第2项中对氧气和二氧化碳的实验室制取及相关性质的比较表中，列出了“是否与水反应”这一栏目来引导学生得出不能用排水法收集二氧化碳，笔者认为此处不妥：（1）教材上第115页以图示的形式展示了向上排空气法收集二氧化碳。但部分学生认为也可以用排水法收集，因为在第一单元教材第14页“对人体吸入的空气和呼出的气体的探究”中，教材上就是用排水法收集人体呼出的气体的（图1-14），而且向其中加澄清石灰水时，石灰水明显变浑浊了，说明排水法是完全可以收集到二氧化碳的；（2）课本第117页6-13二氧化碳溶解性实验中，软塑料瓶仅仅瘪进去少许；近几年的部分地区的中考化学试题上也有涉及用排水法收集二氧化碳的有关问题；（3）我们做了图1实验：用排水法收集二氧化碳，结果照样可以收集满二氧化碳；做图2实验：将充满二氧化碳的试管倒扣于水中，结果发现试管内水面上升很慢。可见，我们完全可用排水法收集二氧化碳。因而需对教材中二氧化碳的收集方法的探究内容进行适当修改。
综上所述，笔者建议教材做如下修改：
1、将课本第116页第4题作为探究增加到课本第113页第一段“我们已经学习过氧气的实验室制法……在实验室里如何制取二氧化碳呢？”之后。将课本第113页“实验室里，二氧化碳常用稀盐酸与大理石（或石灰石）反应来制取”改为“实验室里，二氧化碳可用稀盐酸与大理石（或石灰石）等物质反应来制取”，并在第113页最下边加注解，所有含有CO32-离子（或（CO3-）的物质都可与盐酸反应生成二氧化碳气体，因此实验室里也可用碳酸钠或碳酸氢钠、水垢、鸡蛋壳与盐酸反应制取二氧化碳。
2、课本第114页探究中的备选仪器，在原有的基础上增加注射器。并在课本第116页第5题图片中增加注射器。
3、增加有关二氧化碳收集方法的探究，不具体明确用哪种方法收集。
4、课本第114页探究第1项中，气体收集装置考虑因素“排水法（不易溶于水，不与水发生反应）”将其中“不与水发生反应”去掉。
5、课本第114页探究第2项中表格“是否与水反应”去掉。
参考文献
[1] 熊言林编著.化学教学论实验[M].合肥：安徽大学出版社，2004：40，60.
第2篇：二氧化碳制取的研究范文
关键词：氢气；一氧化碳；还原；产业；冶炼；气法冶炼；研究。
中图分类号： O659文献标识码：A 文章编号：
1.前言
氢气和一氧化碳都是气体，都是还原剂，神奇的是煤炭、石油、生物质等所有的碳氢化合物在合适的温度、合适的压力、合适的碳、氢、氧的元素比例同时具备的条件下，都能还原，形成以氢气和一氧化碳为主的稳定的混合气体，经过分离、提纯可以得到纯净的氢气和一氧化碳。［1］虽然理论上氢气和一氧化碳都具有还原性，但由于一氧化碳具有剧毒，氢气昂贵难制，又都没有大量应用于工业生产中。随着煤炭气化制氢技术的成熟，神华煤制油化工有限公司于2008年12月实现了日产氢气626t,氢气纯度为99.5%；［2］氢气和一氧化碳的混合气体成本为1.07元/m3以内；［3］是氢气和一氧化碳经济的大量应用于工业化生产的开始；是氢产业、一氧化碳产业的开始。
2.氢气和一氧化碳的研究现状
2.1氢气研究现状
氢通常的单质形态是氢气，它是无色无味无臭，极易燃烧的由双原子分子组成的气体。理论上“在高温下用氢将金属氧化物还原以制取金属较之其他方法，产品的性质更易控制，同时金属的纯度也高，广泛用于钨、钼、钴、铁等金属粉末和锗、硅的生产。”氢在元素周期表中位于第一位，它具有极强的还原性，但是实际却没有大量工业应用。目前对氢气的研究主要集中于制氢、氢燃料电池、储氢、输氢的研究，但氢气在冶炼工业的应用研究却是空白。部分制氢技术已成熟；氢燃料电池汽车早在2008年奥运会就进行了示范运营；储氢、输氢的研究局部应用已实现，正在进行深入研究，以适应氢能时代的要求。［4］
2.2一氧化碳研究现状
一氧化碳是无色、无臭、无味的气体，故易于忽略而致中毒。化学性质有：可燃性和还原性和毒性。一氧化碳作为还原剂，高温或加热时能将许多金属氧化物还原成金属单质，实验室利用一氧化碳实现了还原氧化铜、三氧化二铁、氧化锌，因此常用于金属的冶炼，但是工业上金属冶炼却是以焦炭形式实现的。由于受焦炭的历史沿革、一氧化碳的剧毒影响，理论上对一氧化碳研究不多，就连如何储存、运输都没有深入研究，研究较多的是其毒性，影响了工业实际应用。
3.加强氢气和一氧化碳储存、运输、应用的研究
3.1氢气储存、运输的研究
储氢、输氢的研究局部应用已实现，正在进行深入研究，以适应氢能时代的要求。随着氢能时代的临近，应该开展氢气的管道运输研究。
3.2一氧化碳储存、运输的研究
目前一氧化碳储存、运输的研究却是空白，应该系统地研究一氧化碳的储存、运输的基础知识，实现全面替代焦炭用于工业冶炼。
3.3氢气和一氧化碳应用的研究
氢气和一氧化碳主要应用于工业冶炼行业，可以全面开展其他行业的应用研究，如飞机和航母的液态氢燃料、一氧化碳制备富勒烯等等。工业冶炼有火法和湿法之分，有了充足的氢气和一氧化碳资源，由于氢气的极强还原性适合整个冶炼行业（金属、非金属、稀土），全面开展气法冶炼的研究，即直接用氢气或一氧化碳气体还原金属、非金属、稀土元素。随着一氧化碳产业化的成熟，可以捕捉工业二氧化碳还原一氧化碳。
4.氢气和一氧化碳的主要应用
4.1加强一氧化碳制碳纳米管的研究
碳纳米管的制备方法很多，到目前为止，人们尝试了多种制备方法，如石墨电弧法、热解法、激光蒸发法、等离子体法、化学气相沉积法等等。当今世界公开报道高质、高效、连续大批量工业化生产碳纳米管的实例：沸腾床催化法、化学气相沉积法。［5］煤炭气化制氢的副产品CO有用于他用等环保措施跟进的必要，［1］然而在碳纳米管的制备中恰好有CO化学气相沉积法，二者的完美结合形成了高效、环保的煤制氢源和碳纳米管法。应加强一氧化碳制碳纳米管的产业化研究，加速形成氢能时代的煤制氢源和碳纳米管产业化。
4.2加强一氧化碳在铁冶炼的研究
焦炭的作用是：提供热量；提供还原剂；作料柱的骨架。化学方程式分别为：Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2,Fe3O4+4CO=3Fe+4CO2。电炉炼铁没有用焦炭作骨架直接向炉内通煤气（一氧化碳）也实现了工业化，［6］充分说明一氧化碳完全可以取代焦炭实现工业冶炼。加强研究用其他方法解决料柱的骨架，提供热量，直接用一氧化碳还原铁。
4.3开展一氧化碳和氢气在铝冶炼的研究
电解铝是高耗能、高污染的行业。开展研究一氧化碳和氢气在电解铝行业的应用：化学方程式：AI2O3＋3CO＝2AI＋3CO2理论上是成立的，具体反应条件的研究；如果一氧化碳还原三氧化二铝实现不了，可以研究用氢气还原三氧化二铝，AI2O3＋3H2＝2AI＋3H2O。
4.4开展氢气在铜冶炼的研究
炼铜原料有铜的硫化物、铜的氧化物、和少量盐三种，目前冶炼方法有火法和湿法，也是高耗能、高污染的行业。开展研究用氢气提炼铜，硫化物：CuS+H2=Cu+H2S；氧化物：CuO+H2=Cu+H2O；盐：CuSO4+H2=Cu+H2SO4。
4.5开展氢气在铅锌冶炼的研究
铅锌矿多数伴生，原料有硫化物、氧化物、和少量盐三种，目前冶炼方法有火法和湿法，也是高耗能、高污染的行业。硫化精矿中主要的金属硫化物有：PbS、ZnS、FeS2、CuFeS2、CdS、Hg2S、AgS、Sb2S3，开展研究按其在元素周期表的顺序，有经济价值的按不同的反应温度逐个还原FeS2、CuFeS2、AgS、ZnS、CdS、Hg2S、PbS、Sb2S3；同上还原其氧化物；同上还原其盐。
4.6开展氢气和一氧化碳在高铝粉煤灰冶炼的研究
粉煤灰的化学成分主要是二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁、二氧化钛、氧化镁、氧化钙以及其他碱金属氧化物和稀有元素，其中三氧化二铝含量30％以上的粉煤灰被称为高铝粉煤灰，具有很高的开发利用价值。开展研究氢气和一氧化碳按不同的反应温度逐个还原MgO、TiO2、Fe2O3、Al2O3，如有经济价值，甚至还原CaO、SiO2。
4.7开展氢气和一氧化碳在多晶硅冶炼的研究
利用一氧化碳和氢气采用硅烷法制取多晶硅：无论是改良西门子法还是硅烷法在制取高纯度硅时，主要是在电弧炉中用碳还原石英砂而成，反应方程式：SiO2＋2C＝Si＋2CO,碳需要提纯，CO又是有害气体；改进为利用一氧化碳还原二氧化硅：SiO2＋2CO＝Si＋2CO2，既经济又环保；硅烷的制备方法为高温下利用硅和氢气合成硅烷：Si＋2H2＝高温＝SiH4，此法除百度百科有叙述外，未见有产业化报道，但高纯硅烷已产业化；以区别“现代硅烷的制备采用歧化法，即以冶金级硅与SiC14为原料合成硅烷，首先用SiCl4、Si和H2反应生成SiHCl3，然后SiHCl3歧化反应生成SiH2Cl2，最后由SiH2Cl2进行催化歧化反应生成SiH4，即：3SiCl4+Si+2H2=4SiHCl3，2SiHC13=SiH2Cl2+SiC14，3SiH2C12=SiH4+2SiHC13。”［7］其他工序走硅烷法工艺路线。优点：技术成熟，成本低，降低了现代硅烷法的安全性差，高污染的隐患，能与煤制氢气联产。缺点：安全性差，有污染。
5 .社会效应
由于一氧化碳具有剧毒，氢气昂贵难制，焦炭的历史沿革，使人们淡忘了氢气和一氧化碳的化学性质，随着煤炭气化制氢技术的成熟，让我们揭开氢气和一氧化碳神奇的面纱，为人类创造真正的文明吧！它将改变世界。
6.运作方式
申请国家示范项目，国家出资进行，首先开展煤制氢气和一氧化碳示范项目，然后全面联合科研院所、大中院校进行氢气和一氧化碳的储存、运输、应用的研究，迅速占领氢气和一氧化碳产业化的世界高地。
参考文献
［1］聂国印．聂旭春．氢能时代煤化工的思考．城市建设理论研究．2013年3月第9期．总第075期．
［2］任相坤．袁明．高聚忠．神华煤制氢技术发展现状．煤质技术．2006年1月第1期．
［3］刘芹．邢涛．浅析煤制天然气的工艺流程与经济性．化工设计．2010年．03期．
［4］欧训民．氢能制取和储存技术研究发展综述．能源研究与信息．第25卷．第1期．
［5］朱华．碳纳米管的制备方法研究进展．江苏陶瓷．2008年8月．第41卷．第4期．
［6］王梧．冶金动态．冶金管理．2011年．第10期．
第3篇：二氧化碳制取的研究范文
二氧化碳成了环境难以承受之重
生活在当代，相信很多人对每年不期而至的极端气候刻骨铭心，严寒与酷暑，飓风与海啸，干旱与洪涝，这些自然灾害破坏力惊人，造成的损失不可偌啤F涫嫡庖磺械淖锟祸首都与温室效应有关。所谓温室效应，是指大气中的水汽、二氧化碳、氧化亚氮、甲烷以及臭氧等气体，吸收和发射红外辐射，造成地表升温的效应。据研究，上述这些气体对太阳短波辐射吸收很少，而对大气长波辐射吸收很强，当空气中温室气体的含量增加，就会改变大气的热量平衡，从而影响地气系统的辐射平衡，导致大气低层和地表的平均温度上升，从而对全球气候的变化造成直接影响。
在温室气体中，二氧化碳虽然占比约0.031%，在空气成分中排名第三，但是却对温室效应贡献了30%的力量。所以，研究和控制温室效应，二氧化碳是首要目标。而化石燃料的燃烧和其他相关的人类活动，每年向大气中排放二氧化碳300亿吨，如果从工业革命开始算起，200多年间排放到大气中的二氧化碳，已经累计高达3000亿吨，浓度达到了80万年来最高水平。根据全球气温监测数据可知，从20世纪50年代开始，约有50%以上的地表气温升高，而温室气体在1951年到2010年的60年中，为地表温度上升贡献了0.5℃～1.1℃。二氧化碳与温室效应的密切相关度，让这种气体成了环境的不可承受之重。
要想应对温室效应，必须将全球大气中二氧化碳浓度的准确数据和未来变化情况了然于心，也就是说，最好有一幅全球二氧化碳浓度分布图，才能对症下药。想法虽然很好，然而，要想绘制这张图的难度却超出了我们的想象。原因为何？那就是以前的监测手段比较落后，无法获得全球大气中二氧化碳浓度的全面而准确的数据。
世界各国的科学家为了获取大气中二氧化碳的浓度数据也是绞尽了脑汁，目前，通行的检测方法一共有3种，分别是地基、空基和星载模式（卫星遥感模式）。
所谓“地基”检测模式，就是在地面建立多个观测站，观测和记录二氧化碳浓度。这种方法发端于1957年，由美国科学家查尔斯・基林在夏威夷的莫纳罗亚山上，建立起全球首个大气二氧化碳浓度监测站，开启了全球二氧化碳监测的先河。如今这项工作是由美国国家海洋和大气管理局的地球系统研究实验室承担，具体而言是由美国阿拉斯加州的巴罗天文台、夏威夷的莫纳罗亚天文台、萨摩亚群岛天文台和南极洲上的天文台共同承担检测大气中不同气体成分变化情况的任务，同时，还承担全球气体采样网络、提供大气中二氧化碳空间变化情况的任务。目前，全球设置二氧化碳地面观测点300多个，大部分位于美国和欧洲，对于美国和欧洲之外的广袤地区，包括海洋和沙漠，因缺乏站点，无法做到有效监测。
而“空基”二氧化碳检测方法，是利用飞机在科学家们指定的区域内进行观测，精度可达0.1ppm～0.2ppm。如今的美国飞机参与了多个项目的空基测量，而日本的空基测量则是利用商用飞机飞往澳大利亚、夏威夷、欧洲、北美和亚洲等国的机会，在飞机上搭载探测仪器进行温室气体的测量。除了利用飞机之外，热气球也是在大气底层中开展空基测量的好帮手。
然而，地基和空基测量方法都存在明显的局限性。比如地基测量技术存在空间覆盖度低、容易受到沙漠和高山等地形条件影响的问题，且地面观测基站的维护成本较高，无法获取大范围的二氧化碳浓度信息。而空基测量技术只有依托飞机和热气球等交通工具才能实施，也很容易受到恶劣气候的影响，同时飞机和热气球的航线也是固定的，使得二氧化碳测量范围狭窄，只能获取局部二氧化碳浓度数据，尚不能完成对全球大气中温室气体的浓度测量，更遑论绘制全球二氧化碳浓度分布图了。而此时，第三种办法就派上用场了，那就是“星载（卫星遥感）检测技术”。
二氧化碳星载检测技术的先行者
星载检测技术会脱颖而出，力压群芳，究竟靠的是哪些压倒性的优势呢？
原来，星载检测技术是通过卫星平台，对地球大气层中的二氧化碳进行浓度检测，绘制全球二氧化碳的浓度图，为科学家们研究气候变化产生的影响提供数据支持。这个卫星平台就是我们俗称的“碳卫星”，即全球二氧化碳监测科学实验卫星。它可以实时捕捉大气的二氧化碳浓度，具有统一、连续、覆盖范围厂的优势。
然而，星载检测技术虽然很高端，能够对全球大气的变化进行监测，但是也注定了这种技术实现难度之大。难到何种程度？全球目前只有日本、美国和中国掌握了这项技术。其中，美国和日本是星载技术的开拓者，采用的技术均基于“日光反射式被动探测原理”，即利用卫星上的望远镜，收集穿越大气层后由地表反射的太阳光，当反射光进入光学系统之后，对其二氧化碳的吸收光谱进行分析，进而得到全球二氧化碳的分布图。
美国的碳卫星OCO由美国加州理工大学喷气推进实验室负责研制，这是美国国家航空航天局（NASA）地球系统科学开发计划的重要组成部分。这颗碳卫星号称是测量大气中的二氧化碳浓度空间分辨率最高、测量数据最精准的卫星，卫星的测量采样率每天高达50万～100万次；视场分辨率为3平方千米，这里所说的“视场”，指的是卫星摄像头能够观察到的最大范围，视场越大，观测范围就越宽；卫星的二氧化碳光谱分辨率为20000，精度高达1ppm+2ppm。
美国发射碳卫星一波三折，2009年第一颗碳卫星OCO的发射，因为整流罩未能与第三级火箭分离，发射失败，卫星坠毁，星载技术遭受巨大挫折。随后，美国继续研制了碳卫星OCO-2，一直拖延到2014年才发射成功，总造价高达4.68亿美元。
相比之下，日本的第一颗碳卫星GOSAT发射就顺利得多，这颗卫星是日本宇宙航空研究开发机构、日本环境部和日本国家环境研究院联合研发而成的，搭载1台傅里叶变换光谱仪，用于探测二氧化碳和甲烷浓度，还搭载1台云（气）溶胶探测仪，用于提高温室气体观测精确度。它于2009年1月23日发射成功，至今服役7年时间，已经快要达到设计年限。
我国的TANSAT碳卫星后来居上
美日两国发射的碳卫星为全球范围内监测大气中的二氧化碳浓度作出了开创性贡献，这是毋庸置疑的。然而，不管是美国发射的OCO碳卫星，还是日本发射的GOSAT碳卫星，都存在技术上的不完美之处。就拿日本的GOSAT碳卫星而言，它每天的有效观测点只有300多个，相当于在地球的几十万平方千米范围内只有一个观测点，并且最小只能探测到10千米范围内大气中二氧化碳的平均值，测量精度和范围都不是太高。
鉴于美日两国碳卫星技术的不完美，我国的科学家们对自主研发的TANSAT碳卫星进行了20多项关键技术攻关，克服了重重困难，终于让卫星的技术水平上了一个台阶。2016年12月22日，在酒泉卫星发射中心，TANSAT碳卫星被成功发射。
我国发射的碳卫星的全称叫“全球二氧化碳监测科学试验卫星”，质量为620千克，在距地700千米的太阳同步轨道上运行，装有高光谱二氧化碳探测仪和多谱段云（气）溶胶探测仪，用来获取全球包括我国重点地区大气中二氧化碳浓度分布图，测量精度为1ppm～4ppm，达到了国际先进水平。
与日本的碳卫星相比，我国碳卫星的扫描宽度是20千米，是日本卫星的两倍，同时有效采样点数也比日本卫星高出10倍以上。碳卫星上专门搭载一台多谱段云（气）溶胶探测仪，这是美国的碳卫星没有的，这台仪器非常重要，可以在观测二氧化碳的同时，对大气中的气溶胶进行联合观测，主要是为了解决二氧化碳监测的噪音干扰问题。
TANSAT碳卫星的关键技术
我国的TANSAT碳卫星研发开始于2011年，其研发的核心动力，是为了打破国外的技术垄断，掌握更多的话语权，同时为应对全球气温变暖献计献策，最终做到资源共享，为全人类的福祉作出贡献。2011年，国家启动实施863计划“十二五”重大项目“全球二氧化碳监测科学试验卫星与应用示范”研究，由中科院国家空间科学中心负责工程总体组织实施，中科院微小卫星创新研究院负责卫星系统，中科院长春光学精密机械与物理研究所研制有效d荷，中国气象局国家卫星气象中心负责地面数据接收处理与二氧化碳反演验证系统的研制、建设和运行。
我国TANSAT碳卫星装载的高光谱二氧化碳探测仪有2000多个通道，光谱解析度极高。它的工作原理是，大气在太阳光照射下，二氧化碳分子会呈现光谱吸收特性，碳卫星通过精细测量二氧化碳的光谱吸收线，就可以反演出大气二氧化碳浓度。卫星每隔16天可完成一次地球二氧化碳测绘，从而能测量地面2平方千米范围内的二氧化碳浓度。
当碳卫星采集到原始数据后，通过设置在地面的应用系统，对卫星观测资料进行接收、汇集和加工处理。碳卫星观测完成的全球大气二氧化碳浓度的原始数据，将被传送汇集至中国气象局国家卫星气象中心，研究人员再将数据进行定位、光谱定标和辐射定标处理，产生高精度的高光谱分辨率辐射信号。随后，结合地面监测站的历史数据，再对信号进行反演，最终得到精度在]ppm～4ppm的全球二氧化碳浓度数据。
由于碳卫星的技术难度高，我国的科学家们几经周折，才攻克了最关键的200毫米×200毫米的大面积衍射光栅技术和光谱仪器的定标技术。其中大面积衍射光栅技术由中科院长春光机所研制成功，观测精度达到了原子级别，可以对二氧化碳的吸收光谱进行细分，能够探测2.06微米、1.6微米、0.76微米三个大气吸收光谱通道，最高分辨率达到0.04纳米，如此高的分辨率也创造了国内光谱仪器的最高纪录。
另外，TANSAT碳卫星毕竟在真空中运行，时间一长，搭载的测量设备就会因为部件老化和温度不断变化等原因，影响到测量仪器的精度，此时，必须采用定标技术对测量仪器进行精调，才能保障卫星的正常工作。而光学遥感定标技术，也是光谱仪器最终实现精度的关键技术，这种定标系统就犹如一杆秤的刻度，刻度越精准，测量精度越高。
第4篇：二氧化碳制取的研究范文
知识目标
使学生了解在实验室中制取气体的方法和设计思路的基础上，研讨二氧化碳的实验室制法；
通过讨论，掌握实验室制取二氧化碳的药品和反应原理；
通过实验探究，学会设计实验室制取二氧化碳的装置；
能力目标
通过实验室制取二氧化碳的药品和装置的探究，逐步提高学生的探究能力；
通过小组合作，培养学生合作能力、表达能力；
通过探究实验室制取二氧化碳的装置，培养学生实验室制取气体装置的设计思路；
通过筛选二氧化碳的实验室制法，发展观察能力并提高学生分析和解决实际问题的能力。
情感目标
在探究中，使学生体验合作、发现的乐趣；
在设计实验装置过程中，培养学生创新精神、实践能力，以及严谨求实的科学态度。
教学建议
课堂引入指导
方法一：引导学生复习到目前为止学生已经掌握的可以得到二氧化碳气的方法，逐一筛选出适合实验室制备二氧化碳的方法，让学生在教师的带领下学会选择，学会判断，从中真正体现学生是学习的主体，实验学生的主动学习。
方法二：从实验室制气的要求入手，讲清楚原则，让学生自己总结，思考到底实验室中用什么方法来制备二氧化碳。
方法三：单刀直入先讲实验室中制二氧化碳的原理，让学生思考，实验室选择这种方法的依据是什么？通过对比突出该方法的优越性，总结出实验室制气的原则。
知识讲解指导
注意讲解时的条理性，使学生明白实验室制二氧化碳的原理、装置；检验方法；让部分学生清楚选择该方法的原因和实验室制气方法选择的依据。
注意理论与实验的结合，避免过于枯燥或过于浅显，缺乏理论高度。
联系实际，讲二氧化碳灭火器的原理，适用范围，必要时也可讲解常用灭火器的使用方法。
关于二氧化碳的实验室制法的教材分析
本节课在全书乃至整个化学学习过程中，所占有的地位十分重要。它是培养学生在实验室中制取某种气体时，药品的选择、装置的设计、实验的方法等思路的最佳素材。上好此节课对学生今后学习元素化合物知识、化学基本实验及实验探究能力都有深远的影响。
本节知识的学习比较容易，学生在前面学习元素化合物的基础上经过讨论便可解决。本节学习的重点是能力训练。学生在前面学习的氧气、氢气的实验室制法，具备了一些气体制备的实践经验，各项实验技术也已经具备，此时，在课堂教学中体现学生主体，让学生真正参与到教学过程中来正是时机。教师提出探究问题、引发学生思考；通过小组合作，设计方案、表达交流、实施方案、总结表达等环节完成整个探究。
关于二氧化碳的实验室制法的教学建议
为了完成对学生探究能力的培养，设计2课时完成此节教学；
本节是典型的探究学习模式。其中有两个探究：制备药品的探究（快、易）、制取装置的探究（重点、慢）。
讲授过程指导
二氧化碳的实验室制法可结合实验六二氧化碳的制取和性质进行边讲边实验。
注意运用讨论法，充分调动学生积极性。可适当与氧气、氮气的实验室制法进行对比；结合装置讲解制二氧化碳装置与制氢装置的区别与联系（均是固液反应不需加热制气）；结合二氧化碳气的性质，讲解二氧化碳气的检验和验满方法。
课程结束指导
复习实验室制二氧化碳原理、装置及验满方法。
布置学生进行家庭实验，用醋酸和鸡蛋壳或水垢制二氧化碳。
布置作业，注意计算和装置图两方面的内容。
教学设计方案一
教学过程：
【引言】
二氧化碳是一种有广泛用途的气体，实验室中如何制取二氧化碳呢？想一想到目前为止，你知道多少种能够制得二氧化碳的方法。
（学生讨论，并列举学过的可以得到二氧化碳的方法。教师在黑板上逐一记录）
1.碱式碳酸铜热分解
2.蜡烛燃烧
3.木炭燃烧
4.石墨等碳单质在氧气中燃烧
5.木炭还原氧化铜
6.碳在高温下还原氧化铁
7.碳酸受热分解
8.人或动物的呼吸
9.高温煅烧石灰石……
引导学生讨论作为实验室制法的条件是：
1.制取应简便迅速；
2.所制得的气体纯度高，符合演示实验的需要；
3.操作简单、安全，易于实现。
学生评价每一种制得二氧化碳的方法是否可以作为二氧化碳的实验室制法。
【板书】第四节二氧化碳的实验室制法
【小结】以上方法都不能作为二氧化碳的实验室制法。
【讲解】经过不断研究改进，实验室中常用石灰石或大理石与盐酸反应来制备二氧化碳。
【板书】一反应原理
1.试剂石灰石或大理石盐酸
【讲解】碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙和碳酸，碳酸不稳定，分解生成二氧化碳和水，故最终产物为氯化钙、水和二氧化碳。
【板书】2.原理：
CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋H2O＋CO2
【提问】可不可以用稀硫酸与石灰石或大理石来制取二氧化碳？
【演示】在两个表面皿中分别放有大小一样的石灰石各一块，一支试管中加入稀盐酸、一支试管中加入稀硫酸。（让学生观察到开始都有二氧化碳生成，随后加入硫酸的试管，反应速率越来越慢，最后停止。）
【结论】不能用硫酸与石灰石或大理石来制取二氧化碳。
【讲解】为了收集到二氧化碳需要什么样的装置来制备二氧化碳呢？反应条件反应物的状态等对实验装置有较大的影响。碳酸钙是块状固体，盐酸是液体，且反应进行时不需要加热，根据这些特点，我们可以选择什么样的反应装置呢？（必要时教师可以讲解制氧气、氢气的装置特点）
【板书】二、反应装置：
（学生回答、教师归纳）
【讲解】因为实验室制取二氧化碳和实验室制取氢气的反应药品状态，反应条件类似，故可以采用相似的装置来制取。用投影显示制氢气和制二氧化碳的装置图
【讨论】
1.长颈漏斗是否可用普通漏斗代替？
2.锥形瓶可否用其他仪器来代替？
3.根据二氧化碳的性质，可以采用什么方法收集二氧化碳？
4.如何检验二氧化碳是否收集满？
（学生讨论、回答，然后教师实验演示、讲解）
【演示】用普通漏斗代替长颈漏斗，结果没有在集气瓶中收集到二氧化碳。
【讲解】
1．因为普通漏斗颈太短，产生的二氧化碳气会从漏斗处逸出。长颈漏斗下端管口在液面下被液体封住，气体不会从长颈漏斗处逸出。
2．锥形瓶可以用广口瓶、大试管等玻璃仪器代替。
3．气体收集方法主要取决于气体的密度和气体在水中的溶解性。因二氧化碳可溶于水生成碳酸，故不宜用排水法收集。二氧化碳比空气重，所以常采用集气瓶口向上排气法收集。
4．可以根据二氧化碳不能燃烧，也不支持燃烧的性质，可以将燃着的木条放在集气瓶口，如火焰熄灭，则说明二氧化碳已收集满。
【板书】三收集方法：向上排气法
验满方法：将燃着的木条放在集气瓶口，火焰熄灭，已经收集满。
【板书】四、实验室制取二氧化碳
【演示】制取并验证二氧化碳气体。
【提问】怎样证明生成的气体是二氧化碳？
（将气体通入澄清石灰水中变浑浊）
【讲解】上一节学过二氧化碳不能燃烧也不支持燃烧，可以用来灭火，如液态二氧化碳灭火器。还有其它一些二氧化碳型灭火器。
【录像】各种二氧化碳型灭火器介绍
【演示】灭火器原理实验。
常用二氧化碳灭火器主要有：
（1）泡沫灭火器（2）干粉灭火器（3）液态二氧化碳灭火器
【小结】通过已学习过的氧气、氢气、二氧化碳的实验室制取，归纳出气体实验室制取的设计思路及方法，必须明确制取气体的顺序是：
1.了解实验室制取气体所需药品及相应的化学反应方程式。
2.根据反应物、生成物的状态及反应条件选择合适的反应装置。
3.根据气体的物理性质（尤其是密度及其在水中的溶解性），选择合适的收集方法及验满方法。
教学设计方案二
教学重点：实验室制取二氧化碳的原理、装置。探究能力的培养。
教学难点：从二氧化碳制取装置的探究过程中，提升实验室气体装置的设计思维水平。
教学过程：
【引入】
节课我们学习了二氧化碳的性质，今天我们将来探究在实验室中如何制得大量的二氧化碳气体。
根据前面学习氧气、氢气的实验室制法的经验分析，在实验室制取一种气体应考虑哪些因素？
学生活动：以小组为单位讨论、代表发言。制取所需药品、化学反应原理、反应条件、制取装置、收集方法、验满或验纯的方法。
【展开】目前已学过哪些反应可生成CO2?
学生活动：
列出很多反应
除大家列出的反应外，还有许多反应可以得到CO2。但并不是所有的反应都适合用于实验室制取CO2。如煅烧石灰石在实验室中很难实现。碳燃烧生成的气体可能不纯等等。
提问：以上反应中最适合实验室制取CO2的药品是？说明原因。
学生活动：通过讨论和实验排除反应1、2、3、4、6、7、8。明确反应5为实验室制取CO2的反应。
[板书]：
实验药品：
1．石灰石和稀盐酸
2．反应原理
CaCO3+2HCl==CaCl2+CO2+H2O请归纳反应的特点。
3．反应装置：固液不加热装置
4．收集装置
向上排空气集气法
提出探究问题：设计何种实验装置来制取CO2？（至少2种）
教师提供制氧气、制氢气的装置图供学生参考
学生活动：分组讨论。小组活动。
1．首先考虑制氢气的装置。
2．在制氢装置基础上，改进实验装置。
3．提出各种装置的创意。
4．画出草图，有小组代表上台展示并讲解设计思想。
5．其他小组质疑。
（建议：此处应提供可制备CO2的各种仪器及组装好的装置图。最好是动态的。）
在同学们的共同设计中找到满足条件的设计。
1．简易气体发生装置（试管、导气管）
2．将试管改为烧瓶、广口瓶等较大液体容器。
3．类似启普发生器装置（气体出口有控制开关或固液分离机关设计）
提出问题：根据大家的设计，总结满足需要的制取CO2的合理装置。
1．制取少量的气体
2．一次性制取大量的气体
3．随时开始随时停止的实验装置。
【结束】
提问：根据CO2的制取装置的讨论，总结实验室制取气体的装置的一般思路。
（建议：此处应设计动画图。）
学生活动：小组讨论
根据药品的状态、反应条件及待制取气体的气体的溶解性、密度等因素来考虑制取气体的装置。
1．固体加热装置。例如制氧气。
2．固液不加热装置。例如制氢气、二氧化碳。
探究活动
家庭小实验：
第5篇：二氧化碳制取的研究范文
“千里眼”看颜色识气体
从厚厚包裹着地球的大气层中识别出哪些气体是二氧化碳，要画出一张张“动态图”――碳卫星需安上特制的“千里眼”。
本次发射的碳卫星搭载了一台高光谱与高空间分辨率二氧化碳探测仪。这台探测仪的工作原理是在可见光和近红外谱段，利用分子吸收谱线探测二氧化碳浓度。
用通俗的话说，就是通过看“颜色”来识别二氧化碳气体。中科院长春光学精密机械与物理研究所（下称“长春光机所”）研究员郑玉权解释，太阳光经过空气时，空气中的二氧化碳分子对许多精细的颜色有了不同程度吸收。通过光学仪器对这些色彩进行非常精准的测量，可反向推算出二氧化碳分子数量，从而得知大气中的二氧化碳浓度。
碳卫星项目要求大气中二氧化碳的浓度监测精度优于4ppm（百万分比浓度），即当大气中二氧化碳含量变化超过百万分之四时，“千里眼”就必须发现。
长春光机所助理研究员蔺超说，长春光机所为此制造了大面积衍射光栅，相当于在头发丝的宽度上划出200余条形状和直线度要求很高的刻线，“这样的精密元件如同细密梳子，才能过滤出更为精细的色彩。”
“高精尖”未来有望测雾霾
碳卫星上除了搭载二氧化碳探测仪，还有另一件“利器”――多谱段云与气溶胶探测仪。这台探测仪可以测量云、大气颗粒物等辅助信息，为科学家精确反向推演二氧化碳浓度剔除干扰因素。
多谱段云与气溶胶探测仪虽然不是“主角”，但可能会带来许多意想不到的收获。
碳卫星工程地面应用系统总设计师杨忠东说，多谱段云与气溶胶探测仪能监测大气中的颗粒物，能帮助气象学家提高天气预报的准确性，并为研究PM2.5等大气污染成因提供重要数据支撑。
研究人T表示，具体如何监测雾霾要等碳卫星传送回第一份数据后再做分析判断。
第6篇：二氧化碳制取的研究范文
目的研究超临界二氧化碳萃取荆芥穗有效成分的最佳工艺条件。方法单因素实验的基础上，采用正交实验研究萃取温度、萃取压力、二氧化碳流量、提取时间对超临界流体萃取的有效成分得率影响。结果各因素对提取率的影响次序为：时间影响最大，萃取压力次之，萃取温度最小。优化后的工艺参数为：萃取压力20 mpa，萃取温度50℃，提取时间90 min，二氧化碳流量40 l/h。结论该法简便，选择性高，高效可行。
【关键词】 超临界二氧化碳萃取 荆芥穗
荆芥穗为唇形科植物荆芥schizonepeta tenuifolia briq的干燥地上部分。其干燥花穗即为药材荆芥穗。荆芥生用解表、散风、透疹，用于治疗感冒、头痛、麻疹不透、荨麻疹初期、疮疖；炒炭止血、治便血、崩漏。荆芥穗效同荆芥，其芳香气烈，祛风发汗作用较全草强烈［1］。现代药理研究表明荆芥穗显示出明显的抗补体作用，其主要成分胡薄荷酮具有抗炎作用，薄荷酮具有镇痛作用［2］。
超临界二氧化碳流体进行中草药有效成分的提取是近些年发展迅速的提取新技术［3，4］。该技术是通过改变二氧化碳的温度和压力使之处于超临界状态，利用二氧化碳在此状态下对有机物的溶解度差异来实现对有机物的提取分离过程。超临界二氧化碳对有效成分提取具有溶解度大，传质速率高，提取温度低，流程简单，溶剂可循环使用，对环境友好等优点，是一种理想的分离方法。wWW.133229.cOm据文献检索，到目前为止尚没有使用超临界二氧化碳流体提取荆芥穗中有效成分的技术研究。本实验对该过程的工艺条件优化进行了较细致的研究。
1 仪器与材料
荆芥穗（购于济南建联中药店）；二氧化碳（纯度>99.9%，杭州飞翔气体有限公司）。
ha220-50-06型超临界萃取装置（江苏省南通市华安超临界萃取有限公司）；dfy-400型摇摆式高速中药粉碎机（温岭市大德中药机械有限公司）。
2 方法
2.1 实验流程超临界萃取实验装置（见图1），主要包括冷冻系统、萃取系统和二级分离系统。
将粉碎后的荆芥穗（200～900目）装入1l萃取釜中，设定实验所需萃取温度、分离釜i温度为50℃、分离釜ii温度为30℃。从钢瓶出来的二氧化碳经冷凝后通过柱塞泵升压，在预定的温度和压力下药材与超临界二氧化碳充分接触进行传质过程。分别调节阀门使萃取釜达到设定压力，再进一步逐一调节阀门使分离釜i压力达到10 mpa，分离釜ii压力达到5 mpa。整个实验条件调节过程在10 min内设置好，并且实验运行过程中系统较为稳定。溶解了有效成分的超临界二氧化碳通过降压阀进行逐级降压，萃取物分别在分离釜ⅰ和分离釜ⅱ接收。二氧化碳通过柱塞泵又再次循环进入萃取釜反复使用。
通过预实验研究发现，分离釜i得到的都是脂肪酸等大分子化合物，分离釜ii为实验研究需要的有效成分。以单位药材所得到的有效成分质量计算有效成分得率。
2.2 超临界二氧化碳萃取实验设计单因素研究萃取温度（35～60℃）、萃取压力（12～30 mpa）、二氧化碳流量（16～50 l/h）、提取时间（0～100 min）基础上，从实验过程的稳定性出发，选择主要因素萃取压力（a）、萃取温度（b）、提取时间（c）3个因素，设计3因素3水平正交实验，以有效成分得率为考察指标，优化过程工艺。
3 结果
3.1 萃取压力的影响压力是超临界萃取中的重要工作参数。从图2可看到，压力为12～20 mpa之间时，荆芥穗有效成分的萃取率随压力的升高而增大，开始增加较为明显，这是因为在一定温度下随着萃取压力的升高，二氧化碳密度增大，从而使溶解能力也增加，萃取率也相应提高。但压力超过20mpa后，萃取率反而下降，可能是由于二氧化碳压力越高，传质速度越慢，扩散系数也随之减少，不利于进一步的提取。同时，从经济角度来看，高压会增加设备投资和操作费用，因而压力也并非越大越好。
3.2 萃取温度的选择当增加温度时，一方面流体的传质速率增加，降低了溶质内聚能，有利于有效成分从药材中脱附，但是温度升高导致流体密度会相应下降，溶解力下降，不利于萃取。图3则反映了温度变化两种影响因素竞争对有效成分得率的影响情况。有效成分得率在实验范围内一般随萃取温度增加先增大后减少。
3.3 二氧化碳流量的影响二氧化碳流量是由泵的频率决定的，它们之间的关系是增函数关系而非正比关系。二氧化碳流量越大，说明萃取釜中溶剂超临界二氧化碳的更新速度越快。co2 流量对萃取率的影响主要有两个方面：一是co2 流量增加，相当于萃取剂与被萃取物有较大比值，传质速度加快，有利于被萃取物从物料中向超临界流体中扩散，从而提高萃取率；二是co2 流量增加，超临界co2 的停留时间减少，co2未达到萃取平衡，与物料接触不充分以及在此流量下被萃取物来不及在解析中析出就被冲回萃取釜而使萃取率不大。结果见图4。在萃取温度45℃，萃取压力16 mpa，萃取时间100 min情况下，随着co2流量的增加荆芥穗油萃取率开始增大，当其流量为40 l/ h时达到最大值，之后随着co2 流量增加，荆芥穗油萃取率降低。由于实验过程中调节二氧化碳流量对系统稳定性有影响，因此之后的正交实验均在最佳流量40 l/h条件下进行。
3.4 提取时间的影响每次实验分别在10，20，40，60，80，90，100 min取样1次，一般前4～5次取样已经获得较多的萃取物，之后萃取物量较少。随着时间增加萃取量增加，并且在实验初始10 min增加较快，原因是初始药材中荆芥穗油含量高，与溶剂超临界二氧化碳中油浓度之间梯度大，传质效果好。之后两相之间浓度梯度逐渐降低，提取速度下降。80～100 min增加趋缓。
3.5 超临界二氧化碳提取有效成分的工艺优化在单因素实验基础上，进行l9(34)正交实验。实验结果与分析见表1～2。由表2可以看出提取时间是该工艺过程中极为显著性因素。综合因素水平的极差分析，影响超临界二氧化碳萃取荆芥穗有效成分收率大小先后次序为：提取时间>萃取压力>萃取温度。为了获得较高的有效成分得率，本研究过程中最佳的工艺参数组合为：萃取压力20 mpa，萃取温度50℃，提取时间90 min，二氧化碳流量40 l/h，分离釜i压力10 mpa，分离釜i温度50℃，分离釜ii压力5 mpa，分离釜ii温度30°c。在该实验条件下重复实验两次，平均有效成分得率为6.28%。表1 超临界二氧化碳萃取有效成分的正交实验结果与计算，表2 方差分析（略）。
4 结论
超临界二氧化碳萃取荆芥穗有效成分过程中，萃取温度和萃取压力增加，有效成分得率先增加后减少，合适的二氧化碳流量有利于传质，得率随提取时间的延长逐渐升高。正交实验结果表明，各因素对有效成分得率的影响次序为：提取时间>萃取压力>萃取温度。
通过正交实验得到优化后的工艺参数组合为：萃取压力20 mpa，萃取温度50℃，提取时间90 min，二氧化碳流量40 l/h，分离釜i压力10 mpa，分离釜i温度50℃，分离釜ii压力5 mpa，分离釜ii温度30℃。
【参考文献】
［1］中华人民共和国卫生部药政管理局，中国药品生物制品检定所.中药材手册［m］. 北京: 人民卫生出版社，1989:450.
［2］hiroshi h., 邓颖. 荆芥和连翘的化学及药理研究［j］. 国外医学·中医中药分册, 1991,13(4): 28.
第7篇：二氧化碳制取的研究范文
关键词：CO2；采油机理；采油方式；研究趋势
引言
二次开采以后油藏中仍然会有大量的原油存留，储层的含油饱和度仍有20%到35%，再次开采利用的空间很大。同时，随着温室效应的日益显著，埋存二氧化碳已经成为避免气候变化的重要途径之一，地质封存被认为是未来主要的埋存方式，而开采中或者枯竭的油田具有很大的存储潜力。因此，注入二氧化碳提高原油采收率成为一举两得的事情，减轻温室效应的同时提高油藏的利用率，得到世界各国的重视和应用。
注二氧化碳提高原油采收率的方法研究早在几十年前便有记载，1958年美国Permain盆地开展的二氧化碳混相驱替项目是最早的现场应用，注入二氧化碳后，二氧化碳与储油层和原油发生各种物理和化学反应，从而提高驱油和采收率。近几年来，随着原油资源的日益稀缺和环境保护的迫切需要，注二氧化碳提高原油采收率的技术研究更加受到关注和重视，很多国家针对改方法做了诸多实验和研究。
1 注CO2采油的机理
相比一般烃类气体CO2更易溶于水，而且其在原油中的溶解度大于其在水中的溶解度，因为其易溶于水和油的物理化学特性，CO2具有以下一些驱替机理：
（1）降低油水界面张力，减少驱替阻力。CO2极易溶于油，它在油中的溶解度比在水中溶解度大3到9倍。在驱油的过程中，大量的CO2与轻烃混合，能大幅度降低油水界面张力，减少残余油饱和度，从而提高原油采收率。
（2）降低原油粘度。当原油中溶解CO2时，原油粘度会明显下降，下降幅度主要取决于压力、温度和非碳酸原油的粘度大小。原油原始粘度越高，下降幅度越明显；温度较高时，CO2溶解度降低导致降粘作用下降；同一温度，压力上升CO2溶解度上升，降粘效果相应增强，但是超过饱和压力后粘度却会增加。
（3）使原油体积膨胀。实验显示，CO2充分溶解于原油中可使原油体积膨胀10%到40%，从而增加了原油的内动能，并且大幅减少毛管阻力和流动阻力，因此提高原油流动能力。
（4）溶解气驱作用。CO2在油层中占据一定的空隙，增加了油层的压力，使原油增产。生产过程中压力下降使原油中溶解的CO2逸出，具有溶解气驱的作用，提高驱油效果。
除了上述作用，注入二氧化碳还具有酸化解堵等作用，这些机理同时作用，提高原油采收率。
2 注CO2采油的主要方式
（1）CO2混相驱替。在混相驱替过程中，CO2萃取或者气化原油中的轻质成分，实现混相等作用，是注二氧化碳提高原油采收率最重要的机理。混相作用的实现受地层条件的影响，大量试验表明，混相驱替适用于API重度比较高的轻质油藏。
（2）CO2非混相驱替。CO2非混相驱替的主要机理是降低原油粘度，使原油体积膨胀，减小界面张力。当油藏受地层和流体性质限制不能采用混相驱替时，利用CO2非混相驱替也能提高原油采收率。
目前注二氧化碳混相驱替是最主流的提高原油采收率的方法，非混相驱替的使用相对较少。
3 注二氧化碳采油存在的问题及研究趋势
通过前期的文献梳理和系统分析可以知道，注二氧化碳采油的机理简单易行，因此受到广泛的重视和应用，但是仍然存在某些问题需要得到改进和完善，注二氧化碳采油存在的问题主要包括以下几个方面。
（1）管材的腐蚀问题。二氧化碳溶于水之后导致水溶液呈现酸性，因此对采油管材有着一定的腐蚀作用。实验表明，在同样的PH值下，二氧化碳水溶液的腐蚀性甚至高于盐酸。针对管材腐蚀问题，世界各国在实践中已经探究出较为丰富的防腐措施，积累了丰富的防腐蚀经验，其主要包括使用耐腐的材料（例如非金属材料）制作油气井管材、注入缓蚀剂等。
（2）过早气窜和波及系数较小。二氧化碳的粘度与原油粘度之间存在的较大差异会引起流度比不理想，又会进一步导致气体的过早突破和波及系数过小，这种情况非常不利于注二氧化碳采油。当前，怎样保持合适的流度比，控制二氧化碳的突破时间，扩大二氧化碳的波及系数已经是注二氧化碳提高原油采收率技术面临的最主要的问题。针对这些问题，国外开展了众多探究和试验，主要包括以下几个方面：一是与其他提高原油采收率方法相结合，例如在注入二氧化碳的同时加入表面活性剂形成泡沫，从而能够降低气体流度以及减小储层非均质性的影响，提升注入二氧化碳的波及效果；二是开发新型注气方式，Malcolm・D在2001年提出了SAG注入法，该注入方法的重点是在两个注入周期中间增加一个关井浸泡期，即注入一个周期的二氧化碳后关闭油井浸泡一段时间，二氧化碳溶解到原油中，使原油的体积增大，粘度降低，之后开井再次注入。
（3）最小混相压力的降低。目前主流的注二氧化碳采油方法基本上都是采用混相驱替法，然而最小混相压力主要与油藏的温度、压力以及流体的性质有关，受这些条件限制，某些油藏使用混相驱替方法比较困难，而如果采用非混相驱替法采收效果又会小很多。降低最小混相压力、实现动态混相驱替已经成为急需解决的问题。针对这一问题，研究者的试验表明，当CO2中加入C5+后，最小混相压力可以得到有效降低。
（4）气源问题。目前注二氧化碳提高原油采收率的方法使用的气源有两种，一是天然气源，另外是工业企业废气，受限于二氧化碳的收集和储存技术，目前对于废气的利用仍然较少，然而随着科学技术的发展，注气采油法在利用工业废气方面将会有更多进展。
4 结束语
二氧化碳具有很强的驱油作用，注二氧化碳提高原油采收率法在全球范围内得到广泛重视和应用，尽管该方法存在一些局限和问题，但是研究者在不断地探究和寻找更好的解决和改进方法，注二氧化碳仍然是提高原油采收率的重要方法。
参考文献
[1]马涛，汤达祯，蒋平，等.注CO2提高采收率技术现状[J].油田化学，2008，24（4）：379-383.
[2]朱仲义，李延军.CO2驱提高原油采收率研究进展[J].内蒙古石油化工，2008（7）.
[3]关振良，谢丛姣，齐冉.二氧化碳驱提高石油采收率数值模拟研究[J].天然气工业，2007，27（4）：142-144.
第8篇：二氧化碳制取的研究范文
关键词：初中化学；智慧教育；教学案例
中图分类号：G434 文献标识码：A 论文编号：1674-2117（2015）21-0057-04
初中化学学科智慧教育内涵及要求
初中化学是一门实验类探究学科，强调基于问题的认识活动，学生寻求信息和理解事物的一般过程具有过程性和实践性等特点。可如今，初中化学教师在教学中更多关注的是化学知识概念、公式的传授和记忆，很少精心设计认识活动的过程和方法，完全忽视了学生的智慧培养，与课程强调的教育理念背道而驰。在学习过程中，学生逐渐丧失了学习兴趣，只知道运用原理概念做题，缺乏情境问题分析能力，无法找到解决问题的相应策略，变成了机械的知识“接收器”。
为培养学生的探究及创新能力，让初中化学教育“智慧”起来，我们需要对初中化学课堂提出新的要求：首先，教师要拥有智慧教育理念，改变传统的价值取向，不能一味地注重分数，要更多关注学生智慧能力的培养。其次，教师要从学生角度出发，创建智慧的学习资源，构建智慧的学习环境，培养学生的化学思维，而化学思维能力的培养虽然要以学科知识学习为基础，但又要与学科知识点有本质区别，即需要长时间、过程性、实践性的训练，教师要花费时间去设计认识活动和方法，准备探究实验，培养化学思维。最后，在智慧教育的课堂上，教师要把课堂还给学生，充分发挥学生的主体地位，鼓励学生大胆质疑，自主创设情境解决问题，提高学生将化学知识转化成解决问题的能力，实现真正意义上的智慧学习。
信息技术支撑下的智慧学习环境
初中化学智慧教育离不开智慧的学习环境，而智慧学习环境的构建则需要信息技术产品的有效支撑。交互式电子白板、信息化教学平台、电子书包等都是新兴的资源工具，笔者提供的教学案例主要是在电子书包和微视频环境下促成的智慧教育教学。
电子书包即利用信息化设备进行教学的便携式终端，拥有丰富而又有针对性的学习资源，能够为学生提供更多的学习机会，凸显学生的主体地位。电子书包能够提供答疑检测，在实验探究过程中，教师可以及时了解学生的化学实验探究进程，并有针对性地给予指导和帮助，同时，它所提供的协作交流功能能够真正满足学生讨论学习的需求，激发学生的交流协作兴趣，提高他们的化学学习效率。
微课以视频化的形式传递知识，能够激发学生的学习兴趣，满足其个性化需求。本案例中，教师在课前将二氧化碳制取的微课视频提供给学生，学生可以独立观看视频，激发其自主探究思考，并完成课前新知预习。
案例设计
《二氧化碳制取的研究》教学设计
1.教学内容分析
本节课是人教版初中化学第六单元第二课的内容，是本单元的核心知识，是培养学生在实验室中制取某种气体时药品的选择、装置的设计、实验的方法等思路的最佳素材，对今后学习元素化合物知识、化学基本实验及实验探究能力培养都有深远的影响。通过对制取二氧化碳装置的探究，学生能够归纳延伸出实验室制取气体的思路和方法，为今后研究其他气体的制法提供了科学依据。另外，“二氧化碳的制取和性质”是新版教材内容标准中规定必须安排和组织学生完成的基本化学实验之一，因此本节课的学习对今后学生进行分组实验提供了有力保证。
2.教学对象分析
学生已经在第二单元学习过氧气的实验室制法，具备一定的“气体的制备与收集”的实践经验。初步掌握了“根据药品选择发生装置，根据气体的相关性质选择收集装置”的实验技能与方法，懂得气体的收集方法与物理性质有关，因此本节课应注重知识的梳理与整合，为制取二氧化碳装置的探究指明方向。
3.教学目标制定
知识与技能目标：掌握实验室制取二氧化碳的反应原理；掌握实验室制取二氧化碳的收集方法和检验方法；了解实验室制取气体的发生装置和收集装置的确定依据；能设计并组装实验室制取二氧化碳的装置。
过程与方法目标：通过对实验室制取二氧化碳的探究，逐步分析出制取二氧化碳的理想药品及实验装置，培养创新的意识；通过对实验室制取氧气的思路和方法的复习，初步确定实验室制取气体的一般思路和方法；通过对实验室制取二氧化碳的探究过程的体验、反思，培养多角度、多层次地观察和分析问题的能力。
情感态度与价值观目标：通过实验、问题的讨论，培养求实、创新、合作的科学品质；通过教师与学生、学生与学生之间的合作、研究性学习，体验探究成功的乐趣，激发求知欲，形成持续不断的学习兴趣。
4.教学重难点
重点：实验室制取二氧化碳的反应原理、实验装置的确定及气体制取的一般思路和方法。
难点：实验室制取二氧化碳的实验装置探究。
5.教学方法及整合点
教学方法：利用信息技术的仿真功能模拟不同物质制取二氧化碳的反应现象及反应原理；再现学习过的实验过程；模拟演示实验过程中错误操作带来的不良后果，直观再现实验情境，帮助学生温习氧气制取时的注意事项；构建虚拟实验环境，提供多种实验器材，学生可根据实验方案灵活设计并组装实验装置，帮助学生完成探究活动。
整合点：不易理解、微观现象无法展现；实验现象观察困难，实验步骤不易规范；课时影响，无法或没有必要重新再做氧气实验室制取实验；部分学校受实验条件影响，难以保证每位学生人手一套齐全的实验器材。
6.教学模式
翻转课堂教学模式的运用，弱化了教师的主导地位，充分地调动了学生的主动性，培养学生自主学习意识的同时大大提高了课堂教学效率。
7.教学环境
在多媒体教室借助网络，利用平台和电子书包将课前学习和课堂学习贯穿起来，极大地调动了学生学习的主动性。
8.教学过程
课前：
①教师以微课的形式将生石灰刷墙的相关视频放到电子书包平台上，创设情境，引入新知，让学生思考“为什么用生石灰刷完墙会变白变硬”。
设计意图：通过视频引入新知，从学生身边熟悉的灭火器入手，使化学与生活密切联系，让学生感知身边的化学物质二氧化碳。
②教师以微课的形式将判断实验室制取氧气的思路和方法的视频放到电子书包平台上，温故思新，讲授新知。
整合点：课时影响，无法或没有必要重新做氧气实验室制取实验；知识零散，缺乏系统整合。
设计意图：通过观看电子书包中氧气制取的虚拟实验动画，回顾知识点，同时引导学生思考实验室制取氧气时反应物的确定、发生装置及收集装置的选择、检验方法等步骤，使学生初步了解气体制取的一般思路和方法，进而进行本实验的探究活动。
课上：
①导入新课，明确学习目标。教师解释生石灰刷完墙会变白变硬的原因，并设疑。
师：请同学们思考在学过的化学反应中，哪些能生成二氧化碳？你能根据实验室制取气体的要求选择适宜的反应吗？
生：C+O2点燃CO2
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+ CO2
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+ CO2
CaCO3高温CaO+CO2
CuO+C高温2Cu+CO2
教师点拨：实验室通常用大理石或石灰石（主要成分是碳酸钙）与稀盐酸反应制取二氧化碳，即反应物为固液常温混合。
设疑：在实验室中应如何安全方便地制取二氧化碳呢？能否用碳酸钠粉末代替大理石或石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳呢？能否用稀硫酸或浓盐酸代替稀盐酸和大理石或石灰石反应制取二氧化碳呢？
②模拟实验。利用化学平台演示虚拟实验，四组对比（如图1）。
学生观察对比四个试管中气泡产生的快慢。试管Ⅰ产生气泡速率很快；试管Ⅱ产生气泡速率适中；试管Ⅲ产生气泡速率缓慢微弱并渐止；试管Ⅳ有白雾现象。
整合点：教材中直接给出实验室制取二氧化碳所用的药品，但当学生接触到其他能产生二氧化碳的药品时可能会混淆。该实验对反应药品的探究在常规实验下存在做不好、做不了、现象不明显等问题。而教师可以利用电子书包中平台演示虚拟实验的功能，将不能做的实验模拟出来，使学生直观了解到浓硫酸不能作为反应物的原因。
设计意图：通过对比实验，引导学生归纳在选择药品制取二氧化碳时应注意的事项，从而树立其从多角度、多层次观察分析、解决问题的意识。
③学生讨论。用大理石或石灰石（主要成分是碳酸钙）与稀盐酸反应制取二氧化碳，制得的气体是否较纯？反应条件是否容易满足？反应速率是否适中？并论述原由。
设计意图：启发学生思维，通过电子书包讨论区发散思维、实时交流，提高学生的学习兴趣和理解能力，调动学习积极性。
④实验装置的确定。教师引导学生思考问题：实验室制取氧气的实验装置由哪几部分组成？如何选择实验的发生装置及收集装置？确定气体发生装置和收集装置时应考虑哪些因素？氧气的检验方法是什么？学生思考后，教师讲解实验室中制取气体的装置包括发生装置和收集装置两部分，列出确定气体发生装置和收集装置时应考虑的因素（如图2），并引导学生完成表格（如右上表）。
最后教师总结，因为二氧化碳可溶于水，所以不能采用排水法收集。由于二氧化碳密度比空气大，所以可采用向上排空气法收集。
设计意图：比较氧气和二氧化碳的相关性质，使学生了解制备氧气与二氧化碳的发生装置和收集装置的异同。
⑤牛刀小试。学生可在实验器材中选择设计二氧化碳的实验装置，放入“器材购物车”中（如图3），组装好后汇报交流。
整合点：利用电子书包中信息化构建工具软件，对装置进行反复比较，构建出实验装置的几种可能，如有操作不当可保护学生安全，启发培养学生自主探究，在营造讨论的气氛的同时，充分培养了学生的创造思维能力。
设计意图：此环节是本节的重点，教师对学生设计中的突破性想法要及时鼓励，同时还要把握好探究的度，既不能对学生的创造思维置之不理，又不能操之过甚偏离了主题。引进日用品做化学仪器培养了学生对化学的亲近感。
⑥反馈学习。教师引导学生结合图4装置回答气体的实验室制法有关问题：
题1：写出图中带有标号仪器的名称：a试管；b长颈漏斗；c集气瓶。
题2：实验室制取气体时，选用A、D装置可制取并收集氧气；选用B、E装置可制取并收集氢气。
题3：实验室制取二氧化碳，应选择的发生装置是B，收集装置是D，选用该收集装置的理由是二氧化碳的密度比空气大且能溶于水。
题4：实验室制取二氧化碳常选用的药品是：石灰石或大理石和稀盐酸，选择上述药品的理由是反应速率适中，便于收集，写出实验室制取二氧化碳的化学方程式CaCO3+2HCl= CaCl2+H2O+CO2。
题5：汽车尾气中一氧化氮是一种大气污染物，它是一种无色气体，难溶于水，密度比空气略大（接近），在空气中能与氧气迅速反应生成红棕色的二氧化氮气体。根据以上信息，判断实验室中制取一氧化氮采用的收集装置是C。
整合点：电子书包对学生答题进行统计，显示答题情况，学生互动分析。教师对学生进行个性化指导。
设计意图：通过检测，了解学生对二氧化碳制取相关知识的掌握情况，针对存在的问题，教师给予点拨指导。
第9篇：二氧化碳制取的研究范文
[关键词]碳减排、二氧化碳捕集、二氧化碳运输、二氧化碳储存
中图分类号：X55 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）11-0342-02
一、 研究目的及意义
随着现代社会工业的发展，环境问题已经成为人类关注的焦点，由于大量排放二氧化碳导致的温室效应便是其中重要的一环，其带来的危害已经为各国政府高度关注。我国政府承诺到2020年碳排放强度比2005年降低40-45%，足可见我国对控制二氧化碳排放的决心之大。但当前我国的能源领域面临着多方挑战，能源消费增长迅速，且现阶段我国的能源结构仍以煤炭为主，世界一多半的煤炭为中国所用，中国60%多的煤炭用于发电，因此控制燃煤电厂二氧化碳的排放是我国碳减排的关键，研究电厂二氧化碳捕集运输和储存技术显得举足轻重。
二、 二氧化碳的捕集技术路线及方法分析
燃煤电厂对燃料燃烧不同阶段产生的二氧化碳的捕集分为燃烧前捕集、燃烧后捕集和富氧燃烧捕集三条技术路线。现阶段捕集方法主要有物理吸附法、物理吸收法、化学吸收法、膜分离法、低温蒸馏法等，使用何种捕集方法取决于二氧化碳气体的浓度、压力、温度，不同类型发电机组以及不同技术路线会选用不同的捕集方法。
2.1 二氧化碳捕集技术路线现状分析
2.1.1 燃烧前捕集：燃烧前捕集技术主要应用在整体煤气化联合循环发电系统（IGCC），IGCC的工艺流程主要为：氮气作为动力气源带动燃煤进入气化炉，与空分系统分离送出的纯氧在气化炉内发生高压富氧反应，生成有效成分主要为一氧化碳和氢气的混合气体，随后，在催化转换器中经过水煤气变换后，促使一氧化碳转换为二氧化碳并进一步产生氢气，混合气体中二氧化碳被捕集分离，氢气经过净化作为清洁的气体燃料送入燃气轮机用于燃烧。燃烧前捕集技术的优点是由于混合气体的压力较高，可以生成浓缩的二氧化碳气流，不用加压便能满足压缩机对管道内输送气体压力的要求，减少能耗，同时高浓度的二氧化碳气体有利于捕集和利用，该技术还具有捕集系统小、捕集效率高以及对污染物的控制方面有很大潜力的优点，缺点是IGCC技术仍面临初期投资成本高、可靠性不高的问题，并且由于二氧化碳捕集系统需使用蒸汽以及压缩机需使用额外功率会导致IGCC面临发电成本增加40%、效率降低22%的问题。该技术常采用物理溶剂吸收方法和膜分离法来捕集二氧化碳。
2.1.2 燃烧后捕集：燃烧后捕集顾名思义是在燃料燃烧后产生的烟气中进行二氧化碳捕集的技术。由于电厂烟气中二氧化碳的浓度相对较低，该技术路线一般采用化学吸收法并需要使用强力溶剂。该技术的优点是只需对现有燃煤机组加以改造加装二氧化碳捕集装置即可，不需要对机组的结构进行大面积的调整，适合运行机组改造，并且该种技术是一种成熟的技术，缺点是由于烟气中二氧化碳的浓度较低，二氧化碳的捕集费用相对较高，同时还面临溶剂再生需要消耗大量能量的问题。燃烧后捕集技术还可使用物理吸附法、膜分离法和低温蒸馏法捕集二氧化碳。
2.1.3 富氧燃烧捕集：富氧燃烧捕集顾名思义就是化石燃料在燃烧的过程中助燃剂是纯氧而非空气，这样燃料燃烧完毕烟气中主要含有二氧化碳和水蒸气，只有少量的二氧化硫、碳氧化物等杂质，把烟气进行脱硫、脱硝及除尘后进行冷却，除去其中的水蒸气便可得到高纯度的二氧化碳，纯度能够达到80%至98%，少量烟气再循环进入燃烧室，目的是控制火焰温度，防止燃料在纯氧中燃烧时温度过高，并且提高了烟气中二氧化碳的体积比。此种技术的优点是捕集成本低；由于没有氮气参与燃烧，烟气中氮氧化物的含量大大降低；由于是富氧燃烧，可以降低燃料的消耗量，提高热效率，缺点是燃烧需要在富氧的环境下进行，制备高纯度氧的能耗很高；燃烧室需要改造；该种技术面临的问题很多，如烟气再循环的参入量、氧量变化造成锅炉燃烧调节的改变等，该种技术尚不成熟，处于示范阶段。
综上所述，三种二氧化碳捕集技术路线各有特点，燃烧前捕集技术占用场地小、捕集效率高但初期投资成本高，适用于IGCC电厂；燃烧后捕集技术对已建电厂改造难度小、技术相对成熟但捕集成本高；富氧燃烧捕集成本低但制氧能耗高、技术不成熟，燃烧后捕集和富氧燃烧捕集技术路线主要适用于传统以化石能源为燃料的电厂，并适合老厂改造。现阶段，三种技术路线均未达到商业化的程度，只处于实验室阶段或有少量的示范项目。
2.2 二氧化碳捕集方法介绍
2.2.1 物理吸收法
物理吸收法是利用有机溶剂在高压下对二氧化碳的吸收量增大的机理实现的，通过对有机溶剂降压便可以释放二氧化碳，还原溶剂。此种方法能耗较低，要求有机溶剂具有对二氧化碳的溶解度随压力变大增速明显、沸点高、选择性好、无毒、稳定性好等特点。常用的物理吸收溶剂有聚乙二醇二甲醇、甲醚、环丁砜、三乙醇胺和碳酸丙烯酯。
2.2.2 化学吸收法
化学吸收法在化工行业是一种常见的方法，一般二氧化碳的吸收溶剂为有机胺的水溶液。研究发现水对乙醇胺吸收二氧化碳的能力有提升作用，没有水的存在，1mol乙醇胺只能吸收0.5mol二氧化碳，水存在的情况下，1mol乙醇胺能吸收1mol二氧化碳。醇胺类化学吸收法的优点为技术成熟、吸收量大、选择性高并能同时吸收硫化氢和氮氧化物等有害气体；缺点为吸收溶剂再生困难，需要消耗较高能量；对设备易腐蚀；在富氧的环境下，吸收性能大幅降低等。
2.2.3 物理吸附法
物理吸附法是利用固体吸附剂对二氧化碳进行选择性吸附的原理，脱除烟气中的二氧化碳，吸附法分为变温吸附法和变压吸附法。固体吸附剂表面的孔径大小、孔容和极性以及吸附材料分子量、分子大小、极性决定了该吸附剂的吸附能力，此种方法比吸收法具有吸附过程需要能量少的优点，并且由于吸附过程是放热过程，吸附剂需要通过加热还原再生。物理吸附法对二氧化碳的捕集成本与吸收法大致相当，但其对二氧化碳的吸附量和选择性要更好，并且吸附剂的还原需要的能量较低，操作简单，相比吸收法更具有市场价值，缺点是进行二氧化碳捕集前需要将混合气体冷却、干燥，以及除去易使吸附剂中毒的气体，并且存在二氧化碳回收率不高以及吸附剂选择性的问题。常用的吸附剂有天然沸石、分子筛、活性氧化铝、硅胶和活性炭等。
2.2.4 膜分离法
膜分离法是利用部分气体无法穿透薄膜的原理对气体进行分离，此法的驱动力是膜两侧的压差，当差压达到一定值时，能够穿透薄膜的气体会透过薄膜，捕集气体会留在膜内。薄膜的气体选择性、压力比、穿透气流和总气流的流量比决定了此薄膜的二氧化碳捕集能力。此方法在分离工业合成氨尾气、炼油尾气等领域已经广泛使用，但是由于电厂烟气流量大，需要膜的面积很大，投资成本高。用于捕集二氧化碳的薄膜有醋酸纤维膜、聚苯醚膜、乙基膜、聚砜膜、溴磺化聚环氧丙烷膜、沸石矿物膜等。
2.2.5 低温蒸馏法
低温蒸馏法是利用不同气体的冷凝点不同而进行气体分离的，系统一般由压缩机、焦耳汤普森阀、多级热交换器和膨胀机组成，系统中设有不同温度的冷阱，以此来捕集不同冷凝点的气体。由于低温蒸馏法是在液态的形态下捕集到的二氧化碳，为运输和储存提供便捷；该方法同时还能减少水的消耗、化学试剂的使用量以及有效解决设备腐蚀等问题，缺点是设备庞大、能耗大、烟气中的粉尘易阻塞设备等，此方法一般用于分离高浓度的二氧化碳，常用于分离油田伴生气中的二氧化碳。
2.2.6 二氧化碳捕集新方法
所谓的二氧化碳捕集新方法是指尚在实验室研究阶段，技术尚未成熟的方法，主要有化学循环捕集法和二氧化碳水合分离法。
上述几种二氧化碳的捕集方法各有千秋，需要根据捕集技术路线选择合适的捕集方法或几种捕集方法的集合，电厂的二氧化碳捕集方法大多尚在实验室或示范阶段，需要进一步研究论证。
三、 二氧化碳的运输与储存技术分析
3.1 二氧化碳运输技术
二氧化碳经捕集、压缩形成超临界流体或液体，通过铁路、船舶、管道等输送工具运至目的地的过程称为二氧化碳的运输。当运输距离较远时（大于1000千米）管道运输的成本最低，并且管道运输是一项成熟的商业化技术，其成本取决于管道的长度、直径、二氧化碳的压力和地质特点。
3.2 二氧化碳储存技术
二氧化碳的存储技术分为地质储存、海洋储存、储液站储存、固态储存和矿物碳化储存技术。
地质储存技术是把超临界状态的二氧化碳灌入油田、气田、无法开采的煤层、深盐水层进行储存，这些地层必须由岩石密封，并且相对二氧化碳来说是不可渗透的。把二氧化碳注入油田或气田存储二氧化碳的同时用以驱动采油或气，可以提高30%至60%的石油产量；注入无法开采的煤矿可以把煤层中的煤层气驱赶出来，增加煤层气采集率；深盐水层储存技术由于储存容量大具有最大的潜力，该方法已于1996年一家挪威的能源公司投入商业运行。
海洋储存技术是把二氧化碳输送到海洋600米深度以下的区域，在此深度由于水的压力能够把二氧化碳转换为液体，当储存深度达到3000米、温度低于10摄氏度时，液态二氧化碳的密度会大于水的密度，并在表面形成粘稠状薄膜，防止二氧化碳扩散。此种技术可能会改变海洋的PH值，其对环境的危害程度未知，此种技术还在探索阶段。
储液站储存技术是把捕集到的二氧化碳进行净化、干燥等处理后冷却形成高压、低温的液态二氧化碳，具有效率高、气体纯度高、储量大的特点。
固态存储技术是把二氧化碳先高压压缩形成液态二氧化碳，然后高压低温冷却形成干冰储存，由于其生产工艺困难且储存条件费用高，此项技术并不常用。
矿物碳化技术储存二氧化碳是一项新兴技术，技术原理是将二氧化碳矿物碳化固定与含方英石杂质的钙基膨润土深加工相结合，利用钙基膨润土容易通过离子交换形成碳酸钙以及碱法分离方英石过程中容易形成吸收二氧化碳溶液的特点，实现吸收固定二氧化碳，但其预期成本远高于其他存储方法，不适合开展利用。
四、 结束语
现阶段，制约二氧化碳捕集存储技术发展的关键在于技术不成熟和高昂成本问题，研究开发成熟、高效、低成本的二氧化碳捕集储存技术将是未来发展的方向。本文通过对现有的二氧化碳的捕集、运输及储存技术进行阐述，为未来该技术在电厂的成熟应用提供理论依据。
参考文献