盐的热稳定性及其对环境无任何影响,因此二氧化碳矿物封存是一种最安全、最永恒的固定方式;二是用于二氧化碳矿物封存的原料来源丰富、储量巨大、价格低廉,因此具有大规模固定的潜力和经济效益。由于碳酸盐的自由能比二氧化碳的要低,因此,矿物碳酸化反应从理论上来讲是可行的。以含有钙镁硅酸盐的矿石为例,CO2与钙镁硅酸盐反应的一般形式为:MxSiyOx+2y+zH2z(s)+xCO2(g)—―xMCO3(s)+ySiO2(s)+zH2O(l/g)M=Mg,Ca二氧化碳碳化后不会释放到大气中,因此相关的风险很小。但在自然条件下,矿物与二氧化碳的反应速率相当缓慢,因此需要对矿物作增强性预处理,但这是非常耗能的,据推测采用这种方式封存CO2的发电厂要多消耗60%到180%的能源。并且由于受到技术上可开采的硅酸盐储量的限制,矿石碳化封存CO2的潜力可能并不乐观。因此其研究重点在于寻找各种加工途径使这一进程加快。[8]图3直接湿法碳酸化工艺图3.二氧化碳的综合利用二氧化碳在常温常压下是无色无臭气体,在常温下加压即可液化或固化,安全无毒,使用方便,加上其含量非常丰富,因此随着地球能源的日益紧张,现代工业的迅速发展,二氧化碳的利用越来越受到人们的重视,许多国家都在研究把二氧化碳作为“潜在碳资源”加以综合利用,早在19世纪30年代,我国就开始将二氧化碳用于合成有机化合物、灭火、致冷、金属保护焊接、制造充气饮料、灭菌等方面。3.1CO2在化工合成上的应用CO2除了成熟的化工利用(例如合成尿素、生产碳酸盐、阿司匹林、制取脂肪酸和水杨酸及其衍生物等)以外,现在又研究成功了许多新的工艺方法,例如合成甲酸及其衍生物,合成天然气、乙烯、内烯等低级烃类,合成甲醇、壬醇、草酸及其衍生物、丙酯及芳烃的烷基化,合成高分了单体及进行一元或二元共聚,制成了一系列高分了材料等。另外,利用CO2代替传统的农药作杀虫剂,也在研究之中。
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