由(CO2＋H2)直接合成二甲醚用的CNT促进Cu-ZrO2-HZSM-5混合型催化剂

CO2加氢被认为是目前固定大量排放CO2的最好方法之一.研发出一种碳纳米管(CNT)促进的Cu-ZrO2-HZSM-5沸石分子筛双功能混合型催化剂,将其用于CO2加氢合成甲醇和甲醇脱水生成二甲醚(DME)二步串联催化一器化,实现由(CO2+H2)直接合成DME.在5.0 MPa,523 K,V(H2)∶V(CO2)∶V(N2)=69∶23∶8,空速(GHSV)=25 000mL/(h.g)的反应条件下,在所研发(Cu2Zr3-10%CNT)-30%HZSM-5催化剂上,CO2加氢的转化率达9.44%,比相应单功能加氢催化剂(Cu2Zr3-10%CNT)的相应值(7.00%)提高35%.CNT能作为Cu-ZrO2-HZSM-5双功能混合型催化剂的促进剂.在上述反应条件下,含CNT的催化剂的DME时空产率达438mg/(h.g),比不含CNT的原双功能混合型基质催化剂的相应值(395mg/(h.g))提高11%.结果证实,利用双功能混合型催化剂,将CO2加氢合成甲醇和甲醇脱水生成DME两个过程串联催化一器化,能大幅度提高CO2加氢转化的效率.

CO2浓度对混溶态(CO2＋正己烷)/盐水界面微观特性的影响

在CO2以超临界状态封存于油气藏时,储层中流体间的界面性质是影响封存效率和封存量的重要因素。利用分子动力学模拟的方法,对330 K、20 MPa混溶条件下(CO2+正己烷)/Na Cl溶液系统的界面微观性质进行了研究,分析了混溶相中CO2摩尔分数变化时,界面处CO2和正己烷的亲水、疏水特性及其影响,为CO2地质封存提供理论依据。研究发现,随着混溶相中CO2摩尔分数的增加,界面厚度及粗糙度增大,分子渗透加深,热波动加剧。界面上CO2与水之间更强的相互作用造成了CO2注入过程中界面张力的降低。CO2表现出类似于表面活性剂的性质,并在CO2摩尔分数为65%(质量分数为50%)时,其界面累积量以及正己烷的驱离量最大。界面处存在特殊的分子微观结构,CO2、水及正己烷分子呈现特殊的排布方式。

CO2＋O2气化制气配水煤气生产甲醇的构想与可行性分析

以干燥后的焦炭为原料，O2和CO2为气化剂，在气化炉内进行气化反应并制得粗CO气。主要反应如下：C＋O2=CO2＋394．4kJ／mol（1）、C＋CO2=2CO—168．5kJ／mol（2）、C＋1／2O2=CO＋112．9kJ／mol（3）。反应主要按（1）、（2）式进行，反应（1）、（3）为氧化反应，是强放热过程，反应（2）为还原反应，是吸热过程。CO2除参与反应外，还起调节温度作用，控制燃烧层最高温度低于灰熔点（t2），防止灰渣结块。

废粘土砖合成A型分子筛和A/X共晶分子筛及其CO_(2)吸附性能

固体废物资源化利用具有重要意义。以废粘土砖为原料,采用水热法合成了高CO_(2)吸附性能的A型分子筛和A/X共晶分子筛。研究了碱灰比(质量比)、煅烧温度、晶化温度和晶化时间对废粘土砖基分子筛合成的影响,采用XRD、XRF、SEM、N_(2)吸/脱附和FTIR等手段对分子筛进行了表征。结果表明,硅铝比(物质的量之比)固定为1,在碱灰比分别为0.6和1.6、煅烧温度为750℃、晶化温度为90℃和晶化时间为24 h的条件下,合成了最佳形貌的A型分子筛和A/X共晶分子筛。测试发现,二者比表面积分别为61.3 m^(2)/g和326.7 m^(2)/g,30℃、CO_(2)气氛(CO_(2)体积分数为10%)下CO_(2)的吸附量分别为2.96 mmol/g和3.22 mmol/g,再生5次后的吸附量均能维持在初始吸附量的88%以上。通过吸附动力学模型和限速扩散模型,对两种分子筛的CO_(2)吸附机理进行了研究,发现CO_(2)分子由于内/外孔扩散以及分子间库仑引力而吸附在分子筛上,主要为物理吸附。本研究可为废粘土砖基分子筛的合成及其应用提供参考。

鄂尔多斯盆地长6段储层特征及CO_(2)驱提高采收率实验研究

鄂尔多斯盆地长6段储层是重要的致密油聚集区。综合利用岩心资料、铸体薄片鉴定、压汞及高精度电镜扫描技术,从岩石学特征、物性特征、孔喉配套发育特征及孔隙结构特征等多个方面,开展研究区储层特征表征研究。在此基础上,辅以高温高压在线核磁共振CO_(2)驱物理模拟实验,通过实时动态监测CO_(2)驱各阶段原油的多相流动和运移行为,定量研究不同级别孔隙的流体饱和度、采收率、剩余油分布和微观动用特征,探讨注入压力对采收率和微观孔隙原油采出程度的影响。结果表明:研究区长6段储层特征差异显著,储层岩性以细粒长石砂岩和岩屑长石砂岩为主,孔隙度平均为10.2%,渗透率平均为0.79 mD,以低孔-超低渗透致密油储层为主,孔隙类型以粒间孔、长石溶蚀孔及沸石溶蚀孔为主;根据储层毛管压力曲线特征,可将长6段储层由好到差依次分为Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ类,储层孔喉结构参数与渗透率的相关性较好。研究区储层原油主要赋存于孔喉半径小于0.1μm及孔喉半径为0.1~1和1~10μm的3类孔隙中,不同级别孔隙的CO_(2)驱微观动用特征存在差异,大孔隙和中孔隙原油的采出程度呈现逐渐增大的趋势,而小孔隙原油的采出程度呈现先降低后增加的趋势。注入压力与CO_(2)驱采收率呈正相关关系,高压CO_(2)驱可增强油气传质,降低界面张力,进而提高总采收率。

CO2养护及矿化技术在混凝土中的研究进展

混凝土在搅拌及后续养护过程中置于CO2环境中时,不仅可以有效吸收CO2,展现出强大的固碳潜力,而且能在一定程度上优化自身的性能。该方法不仅促进了新型建筑材料的发展,还为推进碳中和目标的实现奠定了坚实的基础。文章基于CO2养护及矿化技术的视角,梳理了CO2养护及矿化混凝土的反应机理,随后深入探讨了CO2介入时间、预养护方式、相对湿度、CO2养护压力和浓度、碳化温度等悦韵2养护及矿化技术对混凝土的影响。在此基础上,还客观分析了CO2养护及矿化技术存在的局限性,并提出了一系列改进建议,以期为探索提升更加经济环保的CO2储存技术奠定坚实的基础。

CO_(2)点阵激光联合异维A酸治疗寻常痤疮的效果及对皮肤屏障功能、皮损情况的影响

目的 探讨CO_(2)点阵激光联合异维A酸治疗寻常痤疮的效果及对皮肤屏障功能、皮损情况的影响。方法选取2020年1月至2023年1月收治的90例寻常痤疮患者为研究对象,随机将其分为对照组(45例,异维A酸治疗)和观察组(45例,CO_(2)点阵激光联合异维A酸治疗)。比较两组的治疗效果。结果 观察组的治疗总有效率高于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05)。治疗后,观察组的角质层含水量高于对照组,皮脂分泌量及pH值低于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05)。治疗后,观察组的Pillsbury分级优于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05)。治疗后,观察组的白细胞介素-17(IL-17)、可溶性白细胞介素-2受体(SIL-2R)及半胱氨酸蛋白酶-1(Caspase-1)水平低于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05)。结论 CO_(2)点阵激光联合异维A酸治疗寻常痤疮可提高疗效,促进患者皮肤屏障功能和皮损情况改善,也能调节机体免疫、炎症反应,值得推广。

胡杨不同叶形光合特性、水分利用效率及其对加富CO_2 的响应

胡杨 (PopuluseuphraticaOliv .)叶形多变化 ,大致归纳为杨树叶 (卵圆形叶 )和柳树叶 (披针形叶 )两大类。在内蒙古额济纳旗胡杨林自然保护区 ,选择成年树同时具有卵圆形叶和披针形叶的标准株 ,将枝条拉至同一高度 ,通过活体测定 ,比较了其光合特征、水分利用效率及对CO2 加富的响应。结果表明 :在目前大气CO2 浓度下 ,当光强为 10 0 0 μmol·m-2 ·s-1时 ,卵圆形叶 (成年树主要叶片 ) (A)和披针形叶 (成年树下部萌条叶片 ) (B)的净光合速率(Pn)分别为 16 .40 μmolCO2 ·m-2 ·s-1和 9.38μmolCO2 ·m-2 ·s-1;水分利用效率 (WUE)分别为 1.5 2mmolCO2 ·mol-1H2 O和 1.18mmolCO2 ·mol-1H2 O ;A的光饱和点和补偿点分别为 16 0 0 μmol·m-2 ·s-1和 79μmol·m-2 ·s-1,B的相对应值则为 15 0 0 μmol·m-2 ·s-1和 16 8μmol·m-2 ·s-1。当CO2 浓度加富到 45 0 μmol·mol-1时 ,A的光饱和点升高了 15 0μmol·m-2 ·s-1,光补偿点降低了 36 μmol·m-2 ·s-1;而B的光饱和点降低了 2 72 μmol·m-2 ·s-1,光补偿点则升高了 32μmol·m-2 ·s-1。这表明 ,柳树叶的光合效率较低 ,以维持生长为主 ;随着树体长大 ,柳树叶难以维系其生长 ,出现杨树叶 ,杨树叶更能耐大气干旱 ,光合效率高 ,通过积累光合产物 ,

长期施用有机肥与化肥氮对华北夏玉米N_2O和CO_2排放的影响

[目的]等施氮量条件下,比较有机肥与化肥田间施用后农田温室气体(CO2和N2O)的排放量及其增温潜势,正确认识有机肥与化肥在田间温室气体排放过程中的贡献,为制定田间合理的减排措施提供理论依据。[方法]在华北平原冬小麦-夏玉米种植制度下,以8年的长期定位试验为平台,利用静态箱-气相色谱法,于2014年6—10月,持续监测了化肥和有机肥在不同施肥水平下潮土玉米季土壤N2O和CO2的排放特征,并估算玉米季温室气体排放量及其产生的综合温室效应。[结果]施用有机肥与化肥农田土壤N2O的排放通量变化基本一致,施肥后出现短暂的排放高峰,之后逐渐趋于平稳;等氮条件下,化肥处理的N2O日排放通量明显高于有机肥处理,峰值过后的稳定期内有机肥处理的N2O排放通量略高于化肥处理。化肥的施用对农田土壤CO2的排放规律影响不明显,有机肥施用后CO2会出现持续的排放高峰。施用有机肥与化肥均会增加N2O的排放总量,且随施氮增加N2O排放总量显著增加;等氮量条件下,化肥处理的N2O排放总量显著高于有机肥。有机肥处理显著增加了农田土壤CO2的排放量,而化肥对CO2排放总量的影响不明显。施氮量为240kg·hm-2时,有机肥和化肥处理作物产量均达到较高水平,而温室气体的排放强度(GHGI)最低,分别为0.27、0.63 kg·hm-2,高于此施氮量,有机肥和化肥处理的GHGI均会明显增加。[结论]大量施用有机肥和化肥都会产生过多的温室气体。由于有机肥的固碳效应,化肥处理GHGI高于有机肥处理,适量施用有机肥是实现农田固碳减排的重要途径。

中国CO_2地质埋存条件分析及有关建议

化石燃料燃烧产生的温室气体导致全球气候变暖是人类共同面临的重大环境问题。本文提出减排大气CO2含量最为现实和有效的对策是采取CO2地质埋存技术。在总结国际CO2地质埋存研究成果的基础上,全面分析了中国适宜CO2埋存的地质条件和潜在的埋存区域。初步估算,中国CO2地下贮存总容量约为14548×108t。建议近期加强中国CO2埋存地质条件调查和相关重大科技问题的研究。

超稠油水平井CO_2与降黏剂辅助蒸汽吞吐技术

为了改善超稠油油藏蒸汽吞吐开采效果,通过室内驱油实验研究水平井CO2与降黏剂辅助蒸汽驱驱油效率,利用数值模拟方法研究水平井CO2与降黏剂辅助蒸汽吞吐的降黏机理。研究证实:CO2与降黏剂辅助蒸汽驱驱油效率(80.8%)明显高于常规蒸汽驱驱油效率(65.4%);水平井CO2与降黏剂辅助蒸汽吞吐技术实现了降黏剂、CO2与蒸汽协同降黏作用的滚动接替,从而有效降低了注汽压力,扩大了蒸汽波及范围即扩大了降黏区域,提高了产油速度。根据温度分布和降黏机理的不同可将降黏区分成4个复合降黏区,即蒸汽复合降黏区、热水复合降黏区、低温水复合降黏区和CO2-降黏剂复合降黏区。矿场应用表明,水平井CO2与降黏剂辅助蒸汽吞吐技术在深部薄层超稠油油藏、深部厚层超稠油油藏和浅部薄层超稠油油藏开发过程中取得了显著的降黏增油效果。

介孔材料氨基表面修饰及其对CO_2的吸附性能

采用接枝方法在介孔材料MCM-41和SBA-15的孔道内表面进行氨基化修饰,XRD、29Si-NMR、FT-IR、TGA、BET等测试结果表明,氨丙基三乙氧基硅烷(APTS)和氨乙基氨丙基甲基二甲氧基硅烷(AEAPMDS)都分别接枝在介孔材料的孔道内,表面氨基修饰量约为1.5-2.9mmol·g-1.表面修饰后介孔材料的孔道仍高度有序,但比表面积减小.表面修饰前后介孔材料对CO2的吸附性能发生显著变化,由于物理吸附转化为以氨基为活性中心的化学吸附,吸附量从修饰前的0.67mmol·g-1提高到2.20mmol·g-1.

CO_2和H_2S共存环境下井筒腐蚀主控因素及防腐对策——以塔里木盆地塔中Ⅰ气田为例

针对塔中Ⅰ气田天然气中CO2、H2S共存的特点,研究该腐蚀环境下管材腐蚀规律及防腐对策。通过5因素5水平正交实验,分析CO2压力、H2S压力、温度、Cl离子浓度及含水率这5个因素对抗硫油管腐蚀速率的影响程度,确定塔中Ⅰ气田腐蚀环境下的腐蚀主控因素为CO2压力。选择普通抗硫油管+缓蚀剂作为塔中Ⅰ气田油管的防腐对策,根据腐蚀主控因素筛选复配了适用于塔中Ⅰ气田腐蚀环境的缓蚀剂YU-4。该防腐工艺在塔中Ⅰ气田12口井中进行了应用,取得了显著的抗腐蚀效果,腐蚀速率达到防腐要求,其中TZ83井油管平均腐蚀速率由1.23 mm/a降至0.025 mm/a;TZ623井油管平均腐蚀速率由0.370 mm/a降至0.016 mm/a。

华能北京热电厂CO_2捕集工业试验研究

我国首套电厂CO2捕集工业级示范系统已在华能北京热电厂建成并成功示范运行,证明该技术适合于在商业运行燃煤电厂进行捕碳。该文介绍了该系统的工业运行情况和试验结果。试验结果表明:前期钝化过程,吸收剂中的抗氧化剂和缓蚀剂,以及Fe3+浓度的变化在正常范围内;调试过程烟气在较大负荷下达到了设计要求;系统运行过程中CO2捕集效率为80%～85%,截至2009年1月底,已生产99.7%的CO2约900t;运行过程中,由于电站系统负荷变化,使得烟气温度波动,导致系统的水失衡;研究提出并对比了进行水洗预处理和提高吸收塔出口温度2种解决方案,发现采用预处理脱水能获得更低的蒸汽消耗,但却需要提供额外的动力和冷却水。

CO_2浓度升高和不同灌溉量对东北玉米光合特性及产量的影响

CO2和水分是植物光合作用的重要底物,大气CO2浓度升高或水分变化影响植物光合作用。玉米是重要的C4植物,目前已成为我国第一大作物。我国东北地区的玉米产量占全国玉米产量的1/3左右,对确保国家的粮食安全具有重要作用。但是,关于CO2浓度升高或水分变化共同作用对东北玉米的光合速率、水分利用效率和产量影响的研究甚少。基于开顶式生长箱(OTCs),模拟研究了CO2浓度变化(390、450、550μmol/mol)和降水变化(0、+15%(以试验地锦州1981—2010年6、7、8月月平均降水量88.7,153.9 mm和139.8 mm为基准))共同作用对玉米光合特性及产量的影响。以玉米品种丹玉39为材料,利用直角双曲线修正模型对6个处理(C550W+15%、C550W0、C450W+15%、C450W0、C390W+15%和C390W0)的光响应曲线进行了拟合。结果表明:在CO2浓度升高和灌溉的共同作用下,玉米叶片净光合速率(Pn)升高,且灌溉作用大于高CO2浓度作用;而蒸腾速率(Tr)则下降,使水分利用效率(WUE)升高。CO2浓度升高使气孔导度(Gs)降低,灌溉则使之升高,但灌溉的作用小于高CO2浓度作用;胞间CO2浓度(Ci)随CO2浓度增加而升高,灌溉对其影响不明显。高CO2浓度和灌溉共同作用下光响应参数差异明显。CO2浓度升高增加了最大净光合速率(Pnmax)和光饱和点(LSP),灌溉亦然;CO2浓度升高使得光补偿点(LCP)、光补偿点量子效率(φc)和暗呼吸速率(Rd)的灌溉处理和自然降水处理的差距变小。390、450、550μmol/mol CO2浓度下的灌溉处理与自然降水处理相比,叶面积分别增加了11.56%、3.31%和0.45%,干物质积累量分别增加了14.69%、8.09%和1.01%,最终使产量分别增加了10.47%、12.07%和8.96%。可见,在高CO2浓度下,适量的灌溉对玉米的整个光合作用过程起到了促进作用,最终表现为籽粒产量的增加。为研究者评估气候变化对中国东北地区作物光合能力和产量的影响及决策者调整适应气候变化措施方面提供依据。

高CO_2冲击处理对采后蓝莓生理代谢及品质的影响

为了解高CO2处理对采后蓝莓果实生理代谢的影响及其作用机制,该试验采用体积分数为99.9%的高CO2处理蓝莓果实48、96和144h,然后装入聚乙烯薄膜袋后松扎口,贮藏在1℃下。贮藏期间,分析测定了果实风味指数、呼吸速率、腐烂率、呼吸商、果肉乙醇含量和pH值、果实硬度以及与自由基形成和清除相关的多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和脂氧合酶(LOX)等酶活性。结果表明,高CO2处理48h和96h降低了蓝莓果肉的pH值,有效控制了腐烂率,保持了较高的果实硬度,诱导了POD活性升高并使LOX活性维持在较低水平,从而降低了蓝莓果实的呼吸速率,并使有效贮藏期延长到50d左右。144h的高CO2处理对果实造成不可逆伤害,导致无氧呼吸发生,诱发了果实异味产生以及腐烂率的增加。研究结果表明,高CO2短时冲击用于采后蓝莓果实贮前的"休克冲击"处理,具有抑制果实生理代谢和保持品质的保鲜效果。

饱和CO_2地层水驱过程中的水-岩相互作用实验

为了研究CO2注入后储层岩性和物性的变化情况,利用室内岩心驱替装置,模拟了地层条件下(100℃,24 MPa)饱和CO2地层水驱过程中的水-岩相互作用,并对CO2注入后,组成储层岩石的矿物溶蚀、溶解和沉淀情况以及渗透率变化的原因进行了研究。通过对实验前后反应液离子成分变化、岩心扫描电镜和全岩X-射线衍射(XRD)资料的分析表明:实验后砂岩岩心中的碳酸盐矿物出现明显的溶解现象,且方解石溶解程度最高,片钠铝石次之,铁白云石最低;反应液中K+质量浓度的变化主要是由碎屑钾长石颗粒溶蚀造成的;实验后有少量的高岭石和中间产物生成,其中间产物的成分主要为C、O、Na、Cl、Al和Si,并有向碳酸盐矿物转变的趋势;新生成的高岭石、中间产物和由碳酸盐胶结物溶解释放出的黏土颗粒一起运移至孔喉,从而堵塞孔隙,降低了岩心渗透率。通过以上实验再现了CO2注入后,短时期内储层岩石中长石和碳酸盐类矿物的溶蚀和溶解过程以及新矿物沉淀情况,并且揭示了储层渗透率变化的原因,从而为CO2的地下捕获机制提供了地球化学依据。

开放式空气中CO_2浓度增高(FACE)对水稻生长和发育的影响

人类活动导致的大气和气候变化将极大地改变作物的生长环境,其中最大的一个变化就是大气二氧化碳(CO2)浓度的迅速上升:从工业革命前的平均270μmol/mol上升到目前的381μmol/mol,到2050年至少超过550μmol/mol。FACE(Free-air CO2 enrichment,开放式空气中CO2浓度增高)试验是目前评估未来高浓度CO2对作物生长和产量实际影响的最佳方法。水稻无疑是人类最重要的食物来源,迄今为止人类利用FACE技术开展水稻响应和适应的研究已有10a(19982008年)的历史。以生长发育为主线,首次系统综述了10a水稻FACE试验在该领域的研究成果,总结了FACE情形下高浓度CO2(模拟本世纪中叶大气CO2浓度)对主要供试水稻品种(小区面积大于4m2)光合作用、生育进程、地上部生长、地下部生长、物质分配、籽粒灌浆、产量构成以及倒伏性状等影响的研究进展,比较了FACE与非FACE研究之间以及中国和日本FACE研究(世界上唯一的两个大型水稻FACE研究)之间的异同点。根据研究进展以及当前的技术水平,文章最后提出了该领域的3个优先课题:(1)FACE情形下杂交稻生产力响应高于预期的生物学机制;(2)FACE情形下CO2与主要栽培措施的互作效应;(3)FACE情形下CO2与主要空气污染物臭氧的互作效应。这些响应的机理性解析将有助于从根本上减少人类预测未来粮食安全的不确定性,进而更加有效地制订出应对全球变化的适应策略。

温度、Cl^-浓度、Cr元素对N80钢CO_2腐蚀电极过程的影响

利用电化学阻抗技术研究了温度、 Cl-浓度、 Cr元素对N80钢CO2腐蚀电极过程的影响.结果表明,随着温度的升高,CO2腐蚀的阴极、阳极电极反应速率会明显增大,与此同时,温度的升高又容易使腐蚀产物膜在试样表面形成,对基体金属起到一定的保护作用.增加介质中的Cl-浓度,会使阳极溶解速率先增加,后减小;阴极还原速率则缓慢减小;同时, Cl-还会破坏腐蚀产物膜在试样表面的覆盖. N80钢加入Cr元素以后, CO2腐蚀阴极、阳极反应速率降低,材料具有一定的抗CO2腐蚀能力.

贵州喀斯特水库红枫湖、百花湖p(CO_2)季节变化研究

针对贵州喀斯特地区富营养水库(红枫湖、百花湖)表层水中的CO2分压p(CO2)进行为期1 a的监测,分析了影响两湖p(CO2)季节变化的因素并阐明了两湖p(CO2)季节变化的机理.不同于北部温带地区水库,两湖出现明显的季节变化特征:夏季表层水中CO2欠饱和,其他季节CO2过饱和.通过对物理、化学及生物因素与p(CO2)之间的相关性分析.结果表明,两湖p(CO2)与Chla之间存在的显著负相关,是由于浮游植物光合作用与细菌呼吸作用共同影响的结果,也是两湖p(CO2)出现季节变化的主要原因.水温与p(CO2)之间的显著负相关,主要是由于水温影响浮游植物生长引起的.降雨量与p(CO2)之间的显著负相关,主要是由于降雨量影响水库中营养盐的输入和浮游植物生长引起的.NO3-、NO2-与p(CO2)之间的显著正相关,是藻类吸收与有机质降解、硝化反应等共同作用的结果.SiO32-与p(CO2)之间的显著负相关,是SiO32-受降雨输入及藻类吸收共同影响的结果.而两湖DOC与p(CO2)相关性的差异可能与两湖DOC来源不同有关.