Жидкий углекислый газ: Углекислота жидкая , СО2, двуокись углерода, диоксид углерода

alexxlab | 23.08.1996 | 0 | Разное

Содержание

Диоксид углерода – это… Что такое Диоксид углерода?

Диоксид углерода
Другие названияуглекислый газ, углекислота,
сухой лед(твердый)
ФормулаCO2
Молярная масса44.0095(14) г/моль
В твердом видесухой лед
Видбесцветный газ
Номер CAS[124-38-9]
Свойства
Плотность и фазовое состояние1.98 кг/м³, при н.у.;
771 кг/м³, жидкий;
1512 кг/м³, твёрдый
Растворимость в воде1.45 кг/м³
Удельная теплота плавления25.13 кДж/моль
Точка плавления−57 °C (216 K), под давлением
Точка кипения−78 °C (195 K), возгоняется
Константа диссоциации кислоты (p
K
a)
6.35 and 10.33
Вязкость0.07 пз при −78 °C
Строение
Форма молекулылинейная
Кристаллическая решёткакварцевидная
Дипольный моментноль
Техника безопасности
MSDSExternal MSDS
Главные опасностиудушающее, раздражающее
NFPA 704

0

0

0

 

(жидкость)

R-phrasesR: As, Fb
S-phrasesS9, S23, S36 (ж)
RTECS numberFF6400000
Страница дополнительных сведений
Структура и свойстваn, εr, и т. д.
СпектрУФ, ИК, ЯМР, Масс-спектроскопия
Родственные соединения
ОксидыCO
C3O2
C2O
CO3
Если не указано иное, данные даны для
материалов при стандартных условиях (25 °C, 100 кПа)
Infobox disclaimer and references

Диокси́д углеро́да (двуо́кись углеро́да, углеки́слый газ, окси́д углеро́да (IV), диокси́д углеро́да, у́гольный ангидрид, углекислота́) — CO2, бесцветный газ со слегка кисловатым запахом и вкусом.

Концентрация углекислого газа в атмосфере Земли составляет 0,038 %.

Не следует путать с Диоксин.

Свойства

Физические

Плотность при нормальных условиях 1,98 г/л. При атмосферном давлении диоксид углерода не существует в жидком состоянии, переходя непосредственно из твёрдого состояния в газообразное. Твёрдый диоксид углерода называют сухим льдом. При повышенном давлении и обычных температурах углекислый газ переходит в жидкость, что используется для его хранения.

Углекислый газ легко пропускает ультрафиолетовые лучи и лучи видимой части спектра, которые поступают на Землю от Солнца и обогревают её. В то же время он поглощает испускаемые Землёй инфракрасные лучи и является одним из парниковых газов, вследствие чего принимает участие в процессе глобального потепления. Постоянный рост уровня содержания этого газа в атмосфере наблюдается с начала индустриальной эпохи.

Химические

По химическим свойствам диоксид углерода относится к кислотным оксидам. При растворении в воде образует угольную кислоту. Реагирует со щёлочами с образованием карбонатов и гидрокарбонатов. Вступает в реакции электрофильного замещения (например, с фенолом — реакция Кольбе) и нуклеофильного присоединения (например, с магнийорганическими соединениями).

Биологические

Диоксид углерода играет одну из главных ролей в живой природе, участвуя во многих процессах метаболизма живой клетки. Диоксид углерода получается в результате множества окислительных реакций у животных, и выделяется в атмосферу с дыханием. Углекислый газ атмосферы — основной источник углерода для растений. Однако, ошибкой будет утверждение, что животные только выделяют углекислый газ, а растения — только поглощают его. Растения поглощают углекислый газ в процессе фотосинтеза, а без освещения они тоже его выделяют.

Диоксид углерода не токсичен, но не поддерживает дыхание. Большая концентрация в воздухе вызывает удушье (см. Гиперкапния). Недостаток углекислого газа тоже опасен (см. Гипокапния)

Углекислый газ в организмах животных имеет и физиологическое значение, например, участвует в регуляции сосудистого тонуса (см. Артериолы).

Получение

В промышленности получают из печных газов, из продуктов разложения природных карбонатов (известняк, доломит). Смесь газов промывают раствором карбоната калия, который поглощает углекислый газ, переходя в гидрокарбонат. Раствор гидрокарбоната при нагревании разлагается, высвобождая углекислоту. При промышленном производстве закачивается в баллоны.

В лабораторных условиях небольшие количества получают взаимодействием карбонатов и гидрокарбонатов с кислотами, например мрамора с соляной кислотой.

Применение

В пищевой промышленности диоксид углерода используется как консервант и обозначается на упаковке под кодом Е290, а также в качестве разрыхлителя теста.

Жидкая углекислота (жидкая пищевая углекислота) — сжиженный углекислый газ, хранящийся под высоким давлением (~ 65-70 Атм). Бесцветная жидкость. При выпуске жидкой углекислоты из баллона в атмосферу часть её испаряется, а другая часть образует хлопья сухого льда.

Баллоны с жидкой углекислотой широко применяются в качестве огнетушителей и для производства газированной воды и лимонада. Углекислый газ используется в качестве активной среды при сварке проволокой так как при температуре дуги углекислота разлагается на угарный газ СО и кислород который в свою очередь и входит в заимодействие с жидким металом окисляя его. Углекислота в баллончиках применяется в пневматическом оружии и в качестве источника энергии для двигателей в авиамоделировании.

Твёрдая углекислота — сухой лёд — используется в качестве хладагента в ледниках и морозильных установках.

Методы регистрации

Измерение парциального давления углекислого газа требуется в технологических процессах, в медицинских применениях — анализ дыхательных смесей при искусственной вентиляции лёгких и в замкнутых системах жизнеобеспечения. Анализ концентрации CO2 в атмосфере используется для экологических и научных исследований, для изучения парникового эффекта.

Углекислый газ регистрируют с помощью газоанализаторов основанных на принципе инфракрасной спектроскопии и других газоизмерительных систем. Медицинский газоанализатор для регистрации содержания углекислоты в выдыхаемом воздухе называется капнограф.

Концентрация

  • Подземное животное голый землекоп отличается терпимостью к большим (смертельным для других животных) концентрациям углекислого газа.[1]

Примечания

См. также

Ссылки

Wikimedia Foundation. 2010.

Углекислота высокой чистоты газ в баллонах

Углекислота особой чистоты

Углекислый газ (CO2) является бесцветным веществом без запаха, в обычном воздухе его содержится около 0,04%. Он в 1,5 раза тяжелее воздуха, плотность CO2 при нормальных условиях составляет 1,98 кг/м³. При концентрации в воздухе выше 7% может вызывать удушение. При повышении давления сжижается, а при резком охлаждении жидкий диоксид углерода образует рыхлую снегообразную массу – «сухой лед». Растворяясь в воде, образует угольную кислоту.

Основные сферы применение диоксида углерода:

  • при сварочных работах;
  • в системах пожаротушения;
  • для производства газированных напитков;
  • в пищевой промышленности;
  • в качестве источника энергии в пневматических двигателях;
  • в пневматическом оружии;
  • в углекислотных лазерах;
  • для охлаждения продукции («сухой лед») и т.д.

Углекислота высокой чистоты по выгодным ценам!

Одной из проблем, с которой сталкиваются многие потребители диоксида углерода, является его покупка по минимально возможной цене и с гарантией высокого качества. Лучший вариант – приобретать сжиженный углекислый газ непосредственно у его производителей.

Наша компания является производителем широкого спектра технических и особо чистых газов. Мы располагаем собственной высокотехнологичной производственной базой, обеспечивающей получение газов самого высокого качества.

Вашему вниманию предлагается диоксид углерода высокой чистоты – 3,5; 4,0 и 4,5, произведенный по ТУ 2114-009-37924839-2016. Преимущества нашего предложения:

  • гарантия высокой чистоты углекислого газа;
  • быстрое выполнение заказа;
  • поставка в любых необходимых объемах;
  • минимальные заводские цены.

Диоксид углерода поставляется в 40-литровых баллонах, масса сжиженной углекислоты в баллоне составляет 24 кг. Соответствие параметров предлагаемой углекислоты заявленным характеристикам контролируется в нашей собственной лаборатории. Вся предлагаемая продукция сертифицирована, мы гарантируем ее самое высокое качество.

Наша компания работает в ряде городов России и СНГ. Если Вам нужна качественная и недорогая углекислота особой чистоты, Вы можете прямо сейчас оформить заказ на диоксид углерода интересующей Вас марки. Гарантируем максимально быстрое выполнение Вашего заказа и минимальный уровень цен!

Оформите заказ на углекислоту особой чистоты:
  • +7 (343) 363-68-88
  • +7 (800) 551-65-98
или по адресу электронной почты [email protected]

Новые способы переработки углекислого газа

1. Литиево-двуокись углеродные батареи

Ученые из Массачусетского технологического института предлагают создавать батареи из литий-углекислого газа. Ранее для создания подобных батарей требовались металлические катализаторы, однако исследователи нашли способ использовать вместо них углеродный электрод.

Технология процесса заключается в следующем: в раствор амина добавляют углекислый газ для его активации. Полученную смесь объединяют с другим жидким электролитом и используют в батарее с углеродным катодом и литиевым анодом.

«Водные амины и неводные электролиты батареи – обычно не используются вместе, но мы обнаружили, что их комбинация создает новое и интересное поведение, которое может увеличить разрядное напряжение и обеспечить постоянную конверсию диоксида углерода», – сообщает автор исследования.

Батарея не только обеспечивает питание на уровне, сопоставимом с существующими литиево-газовыми батареями, но по мере того, как она разряжается, углекислый газ превращается в электролит твердой минеральной карбонатной формы.

2. Водородное топливо

Эта технология интересна тем, что позволяет получать 100% чистый монооксид углерода без каких-либо примесей вроде водорода и метана. Из монооксида углерода далее производят водородное топливо.

Углекислый газ улавливают с помощью губчатого никель-органического фотокатализатора. При проведении лабораторных испытаний ученые выяснили, что при размещении 1 грамма фотокатализатора в камере с углекислым газом сроком на один час получается 400 миллилитров монооксида углерода. Таким образом, свойства фотокатализатора позволят поглощать различные ядовитые газы.

3. Экологичный бетон

Ученые из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) создали экологичный бетон из углекислого газа, который выбрасывают электростанции. Над проектом работали профессора в области химии, материаловедения, машиностроения и других дисциплин.

Новый строительный материал получил название CO2NCRETE (англ. «concrete» – бетон). Для его создания используется технология 3D-печати.

Первый опытный небольшой образец уже был создан в лаборатории на принтере.

“Мы можем продемонстрировать процесс комбинирования извести и с диоксидом углерода для получения материала наподобие цемента”, – поясняет ученый из Калифорнийского университета. – “Главный вызов, который мы видим, заключается в том, что мы не просто пытаемся разработать строительный материал. Мы пытаемся разработать технологическое решение, интегрированную технологию, которая идет прямо от CO2 до готового продукта”.

4. Пластик, ткань и смолы

Химики и микробиологи из американского университета Рутгерса нашли катализатор, который может превращать CO2 в пластик, ткани, смолы и другие продукты.

Электрокатализаторы являются первыми материалами помимо ферментов, которые могут превращать углекислый газ и воду в углеродные строительные блоки, содержащие один, два, три или четыре атома углерода с эффективностью более 99%. В частности, метилглиоксаль (C3) и 2,3-фурандиол (C4) можно использовать в качестве прекурсоров для пластмасс, адгезивов и фармацевтических препаратов. При этом метилглиоксаль может заменить токсичный формальдегид и сделать химическое производство безопаснее.

Открытие основано на принципах искусственного фотосинтеза. В основном для переработки CO2 в химическое сырье необходимы пять катализаторов из никеля и фосфора — при этом подобный способ переработки углекислого газа является намного дешевле существующего аналога, когда из CO2 может быть образован метанол, этанол, метан и этилен.

Выбор катализатора определяет, сколько атомов углерода необходимо сложить вместе, чтобы получить нужные молекулы или даже полимеры. В дальнейшем химики попробуют создавать сырье для полимерной промышленности из возобновляемых источников топлива.

5. Захоронение в морских впадинах

Еще в 1977 году итальянский энергетик Э.Маркетти предложил выделять двуокись углерода из дыма электростанций и закачивать ее в океанские впадины, где она останется навсегда. Однако прикидка затрат, проведенная экономистами в 1984 году, показала, что стоимость электроэнергии при этом удвоится.

Теперь, когда появились наглядные признаки глобального потепления, об этом предложении вспомнили. Специалисты работают над увеличением эффективности и уменьшением стоимости этого процесса. Хотя многие говорят, что это то же самое, что заметать мусор под ковер.

В канадской провинции Альберта, делаются попытки избавляться от углекислого газа с прибылью. Здесь на глубине 1300 метров залегают пласты каменного угля – слишком глубоко, чтобы их разрабатывать. К тому же в месторождении угля содержится довольно много рудничного газа – того же метана, так что добывать здесь уголь было бы не только сложно, но и опасно. Канадские инженеры пробуют закачивать в эти пласты углекислый газ, вытесняя им наверх более легкий метан. С чистой двуокисью углерода это получается.

Сейчас инженеры собираются попробовать закачивать под землю неочищенный дым тепловой электростанции, тогда стоимость электроэнергии возрастет незначительно. В угольных пластах, говорят эксперимента торы, газы останутся на неопределенно долгое время.

Идея Маркетти в своем первозданном виде тоже имеет перспективы. У берегов Калифорнии и Гавайских островов уже проведены опыты по сбросу в океан, на большую глубину, жидкой двуокиси углерода. Она образует во впадинах дна холодные озера, а затем очень медленно растворяется в воде. Холодные воды с больших океанских глубин почти не поднимаются наверх. Если же накачивать жидкий углекислый газ на глубину 3650 метров и более, то на поверхности такого озера образуется гидрат углекислого газа, тонкая пленка вроде слоя льда, которая еще замедляет растворение. Потенциал океана как места для хранения нежелательного газа почти бесконечен.

КУДА ДЕТЬ УГЛЕКИСЛЫЙ ГАЗ? | Наука и жизнь

С этой буровой платформы в водоносные горизонты глубоко под дном Северного моря закачивают углекислый газ.

Ежегодно, сжигая разные виды топлива, человечество выбрасывает в атмосферу Земли примерно 5,5 миллиарда тонн углерода в форме двуокиси. Частично этот газ поглощается растениями в процессе фотосинтеза, но большая его часть остается в атмосфере, вызывая парниковый эффект. Углекислый газ плохо пропускает инфракрасные (тепловые) лучи. Поэтому инфракрасные лучи, испускаемые нагреваемой Солнцем поверхностью Земли, не могут унести тепло в космос, и температура атмосферы повышается. По некоторым подсчетам, если выброс углекислого газа в воздух будет расти теперешними темпами, то за будущий век температура на планете вырастет на 2,5 градуса Цельсия, а если рост прекратится (что маловероятно) – всего на 1,5 градуса. Что, впрочем, тоже вызовет крупные климатические изменения, таяние льдов и подъем уровня океана.

Не пользоваться топливом мы не можем : ни управляемый ядерный синтез, ни солнечная, ни ветровая энергетика пока не обещают заменить нам нефть, природный газ и уголь. Может быть, можно куда-то деть опасный газ, хотя бы на время?

Еще в 1977 году итальянский энергетик Э.Маркетти предложил выделять двуокись углерода из дыма электростанций и закачивать ее в океанские впадины, где она останется навсегда. Однако прикидка затрат, проведенная экономистами в 1984 году, показала, что стоимость электроэнергии при этом удвоится.

Теперь, когда появились наглядные признаки глобального потепления, об этом предложении вспомнили. Специалисты работают над увеличением эффективности и уменьшением стоимости этого процесса. Хотя многие говорят, что это то же самое, что заметать мусор под ковер.

На искусственном островке посреди Северного моря норвежские инженеры уже закачивают углекислый газ в подземные пласты на глубине 1000 метров под морским дном. Ежегодно норвежская государственная компания “Статойл” избавляется таким образом от миллиона тонн двуокиси углерода. Правда, этот газ возникает не при сжигании, а при добыче топлива.

Природный газ с богатого месторождения Слейпнир содержит девять процентов двуокиси углерода, почти в четыре раза больше обычной нормы. Как правило, в таких случаях углекислый газ отделяют от горючего и выбрасывают в атмосферу. Но тут масштабы таковы, что этот выброс составил бы три процента общенорвежского, и компании пришлось бы платить за это по 50 миллионов долларов штрафа в год. Поэтому фирма, затратив на специальное оборудование 80 миллионов, закачивает углекислый газ в водоносные горизонты под морем – миллион тонн газа ежегодно. Это будет продолжаться в ближайшие двадцать лет.

По другую сторону Атлантики, в канадской провинции Альберта, делаются попытки избавляться от углекислого газа с прибылью. Здесь на глубине 1300 метров залегают пласты каменного угля – слишком глубоко, чтобы их разрабатывать. К тому же в месторождении угля содержится довольно много рудничного газа – того же метана, так что добывать здесь уголь было бы не только сложно, но и опасно. Канадские инженеры пробуют закачивать в эти пласты углекислый газ, вытесняя им наверх более легкий метан, который можно использовать как любой природный газ. С чистой двуокисью углерода это получается. Сейчас инженеры собираются попробовать закачивать под землю неочищенный дым тепловой электростанции, тогда стоимость электроэнергии возрастет незначительно. В угольных пластах, говорят эксперимента торы, газы останутся на неопределенно долгое время.

В США угольные месторождения такого типа позволили бы спрятать все углекислые выбросы страны за шесть лет – 37 миллиардов тонн углекислого газа. В американских подземных резервуарах соленой воды, непригодной для питья и других целей, можно уместить почти 500 миллиардов тонн углекислого газа. А в мире столько таких непригодных водных запасов, что в них можно скрыть глобальные выбросы двуокиси углерода за 350 лет.

Наконец, идея Маркетти в своем первозданном виде тоже имеет перспективы. У берегов Калифорнии и Гавайских островов уже проведены опыты по сбросу в океан, на большую глубину, жидкой двуокиси углерода. Она образует во впадинах дна холодные озера, а затем очень медленно растворяется в воде. Холодные воды с больших океанских глубин почти не поднимаются наверх. Если же накачивать жидкий углекислый газ на глубину 3650 метров и более, то на поверхности такого озера образуется гидрат углекислого газа, тонкая пленка вроде слоя льда, которая еще замедляет растворение. Потенциал океана как места для хранения нежелательно го газа почти бесконечен.

Однако критики этого предложения указывают, что неизвестно, как такой “подарок” скажется на глубоководных животных и микроорганизмах. И потребуются годы работы и огромные средства, чтобы узнать это.

Кроме того, неизвестно, не сможет ли углекислый газ вырваться из подземных пластов или со дна океана, например при землетрясении. В 1986 году огромный пузырь вулканического углекислого газа вырвался из глубины камерунского озера Ниос, тяжелый газ разлился по равнине и погубил немало людей и животных.

Жидкая углекислота (CO2) ГОСТ 8050-85

Двуокись углерода жидкая и газообразная

СКАЧАТЬ действующий ГОСТ жидкой углекислоты

Крайне часто используемым техническим газом является углекислота (двуокись углерода, ГОСТ8050-85). Этот газ присутствует в атмосфере и в окружающей среде. Имеет кислый запах и вкус.  В газообразном состоянии — газ без цвета и запаха при температуре 20 градусов С. В жидком состоянии — бесцветная жидкость без запаха.

Двуокись углерода не токсична и не взрывоопасна, но при концентрации более 5% оказывает вредное влияние на здоровье человека, т.к. она тяжелее воздуха и может накапливаться в слабом проветриваемых помещениях у пола, что может вызывать кислородную недостаточность и удушье.  В больших концентрациях может быть опасен.

В промышленных масштабах его получают путем взаимодействия доломита и раствора карбоната калия. Для использования в пищевой промышленности, ее получают за счет спиртового брожения.  Углекислота используется для создания газированных напитков.

Жидкую и газообразную двуокись углерода применяют в различных областях промышленности:

  • В пищевой — для производства газированной, минеральной воды и пива;
  • В машиностроении и строительстве — для сварки металлов;
  • В металлургии — для сушки литейных форм;
  • В нефтедобывающей отрасли — для снижения вязкости нефти с целью увеличения производительности скважины;
  • В пожаротушении — заправка углекислотных огнетушителей и установок.

Транспортировка и хранение производится в баллонах, где этот газ находится под давлением в сжиженном состоянии. Он широко используется как в промышленности, так и в быту. Так же его применяют в медицине в качестве хладагента на определенных установках.

Мы заправляем углекислоту в баллоны и осуществляем продажу жидкой углекислоты в специальных баллонах.

Наше производство – это современное высокотехнологичное оборудование, большие производственные мощности, которые могут удовлетворить любые потребности в газах. Заправка баллонов газом углекислота производится на территории компании с соблюдением установленной технологии. Наличие собственного автопарка позволяет осуществлять транспортировку точно в срок.

Выбирая нас, Вы доверяете компании с большим опытом в данной сфере, отличной деловой репутацией и высоким качеством реализуемой продукции. У нас можно приобрести двуокись углерода по самым выгодным ценам и заказать доставку.

Газ углекислота: Цена договорная.

Австралийские ученые придумали, как превращать углекислый газ в «уголь» при комнатной температуре

0 Высокая концентрация углекислого газа в атмосфере – одна из основных причин глобального изменения климата. Сжигание ископаемого топлива – в том числе угля – приводит к ежегодному выбросу более 30 млрд тонн углекислого газа. Международная исследовательская группа под руководством Мельбурнского королевского технологического университета (RMIT) придумала, как наладить обратный процесс. Используя CO2 в качестве сырья, ученым удалось получить твердое вещество, похожее по своим свойствам на уголь. Это не первая попытка обратного превращения двуокиси углерода в «ископаемое топливо», но на данный момент – единственная «эффективная и безопасная», как утверждают авторы.

Чтобы притормозить глобальное потепление, как считают в ООН, из атмосферы необходимо удалить «излишки» СО2. Десятилетиями ученые обсуждали, как можно это сделать: предлагали хранить газ, сжатый до жидкого состояния, под землей или на дне океана. Однако в этом случае велика вероятность утечки.

Предложения преобразовывать углекислый газ и хранить его в твердом виде звучали и ранее. Но такие решения требовали высоких температур (от 600°C) и больших денег. «На сегодняшний день превращение СО2 в твердое вещество возможно только при экстремально высоких температурах, что делает его непригодным для промышленного [процесса], – объясняет один из членов исследовательской команды Торбен Денеке. – Используя жидкие металлы в качестве катализаторов, мы показали, что газ можно превратить обратно в углерод при комнатной температуре».

Процесс преобразования начинается с изготовления особого жидкого металла – сплава галия, смешанного с церием – который выступает катализатором. Жидкий металл вливают в мензурку, где уже есть СО2 и жидкий электролит, туда же пускают электрический ток – и газ медленно превращается в «хлопья» твердого углерода. Опыт подробно описан в статье, опубликованной в феврале в журнале Nature Communications.

Полученный углерод хотя и похож на уголь, по факту выгодно отличается от него. Например, он «умеет» удерживать электрический заряд, поэтому может использоваться в качестве суперконденсатора в транспортных средствах будущего. Еще один «бонус» – при производстве «искусственного угля» образуется побочный продукт, синтетическое топливо, которому можно найти промышленное применение. «Нужно провести больше исследований, но это важный первый шаг к созданию надежного способа консервации углерода», – подытоживает работу своей команды Торбен Денеке.

Двуокись углерода высокой чистоты (ВЧ)

углекислота в.ч. процентное содержание 99,99% в баллонах 40 литров

Двуокись углерода (диоксид углерода, СО2) во всех своих состояниях широко используется практически во всех отраслях промышленности и агропромышленного комплекса.
На долю СО2 приходится 10 % всего рынка технических газов, что ставит этот продукт в один ряд с основными продуктами разделения воздуха.
Плотность при нормальных условиях 1,97 кг/м³. При атмосферном давлении диоксид углерода не существует в жидком состоянии, переходя непосредственно изтвёрдого состояния в газообразное. Твёрдый диоксид углерода называют сухим льдом. При повышенном давлении и обычных температурах углекислый газ переходит в жидкость, что используется для его хранения.
Углекислый газ легко пропускает ультрафиолетовые лучи и лучи видимой части спектра, которые поступают на Землю от Солнца и обогревают её. В то же время он поглощает испускаемые Землёй инфракрасные лучи и является одним из парниковых газов, вследствие чего принимает участие в процессе глобального потепления. Постоянный рост уровня содержания этого газа в атмосфере наблюдается с начала индустриальной эпохи.
Химические

По химическим свойствам диоксид углерода относится к кислотным оксидам. При растворении в воде образует угольную кислоту. Реагирует со щёлочами с образованием карбонатов и гидрокарбонатов. Вступает в реакции электрофильного замещения (например, с фенолом — реакция Кольбе) и нуклеофильного присоединения (например, с магнийорганическими соединениями).
Биологические

Диоксид углерода играет одну из главных ролей в живой природе, участвуя во многих процессах метаболизма живой клетки. Диоксид углерода получается в результате множества окислительных реакций у животных, и выделяется в атмосферу с дыханием. Углекислый газ атмосферы — основной источник углерода длярастений. Однако, ошибкой будет утверждение, что животные только выделяют углекислый газ, а растения — только поглощают его. Растения поглощают углекислый газ в процессе фотосинтеза, а без освещения они тоже его выделяют.
Диоксид углерода не токсичен, но не поддерживает дыхание. Большая концентрация в воздухе вызывает удушье (см. Гиперкапния). Недостаток углекислого газа тоже опасен (см. Гипокапния)
Углекислый газ в организмах животных имеет и физиологическое значение, например, участвует в регуляции сосудистого тонуса (см. Артериолы).
Получение

В промышленности получают из печных газов, из продуктов разложения природных карбонатов (известняк, доломит). Смесь газов промывают раствором карбоната калия, который поглощает углекислый газ, переходя в гидрокарбонат. Раствор гидрокарбоната при нагревании или при пониженном давлении разлагается, высвобождая углекислоту. В пищевых целях используется газ, образующийся при спиртовом брожении. После предварительной обработки газ закачивается в баллоны.
Так же углекислый газ получают на установках разделения воздуха, как побочный продукт получения чистого кислорода, азота и аргона.
В лабораторных условиях небольшие количества получают взаимодействием карбонатов и гидрокарбонатов с кислотами, например мрамора, мела или соды с соляной кислотой. Использование реакции серной кислоты с мелом или мрамором приводит к образованию малорастворимого сульфата кальция, который мешает реакции, и который удаляется значительным избытком кислоты.
Для приготовления напитков может быть использована реакция пищевой соды с лимонной кислотой или с кислым лимонным соком. Именно в таком виде появились первые газированные напитки. Их изготовлением и продажей занимались аптекари.
Применение

В пищевой промышленности диоксид углерода используется как консервант и обозначается на упаковке под кодом Е290, а также в качестве разрыхлителя теста.
Жидкая углекислота (жидкая пищевая углекислота) — сжиженный углекислый газ, хранящийся под высоким давлением (~ 65-70 Атм). Бесцветная жидкость. При выпуске жидкой углекислоты из баллона в атмосферу часть её испаряется, а другая часть образует хлопья сухого льда.
Баллоны с жидкой углекислотой широко применяются в качестве огнетушителей и для производства газированной воды и лимонада.
Углекислый газ используется в качестве защитной среды при сварке проволокой, но при высоких температурах происходит его диссоциация с выделением кислорода. Выделяющийся кислород окисляет металл. В связи с этим приходится в сварочную проволоку вводить раскислители, такие как марганец и кремний. Другим следствием влияния кислорода, также связанного с окислением, является резкое снижение поверхностного натяжения, что приводит, среди прочего, к более интенсивному разбрызгиванию металла, чем при сварке в аргоне или гелии.
Углекислота в баллончиках применяется в пневматическом оружии и в качестве источника энергии для двигателей в авиамоделировании.
Твёрдая углекислота — сухой лёд — используется в ледниках. Жидкая углекислота используется в качестве хладагента и рабочего тела в теплоэнергетических установках (в холодильниках, морозильниках, солнечных электрогенераторах и т. д.).
Методы регистрации

Измерение парциального давления углекислого газа требуется в технологических процессах, в медицинских применениях — анализ дыхательных смесей при искусственной вентиляции лёгких и в замкнутых системах жизнеобеспечения. Анализ концентрации CO2 в атмосфере используется для экологических и научных исследований, для изучения парникового эффекта.
Углекислый газ регистрируют с помощью газоанализаторов основанных на принципе инфракрасной спектроскопии и других газоизмерительных систем. Медицинский газоанализатор для регистрации содержания углекислоты в выдыхаемом воздухе называется капнограф.
Углекислый газ в атмосфере

Изменения концентрации атмосферной углекислоты (кривая Килинга). Измерения на обсерватории Мауна-Лоа.
Ежегодные колебания концентрации атмосферной углекислоты на планете определяются, главным образом, растительностью средних (40—70°) широт Северного полушария.
Вегетация в тропиках практически не зависит от сезона, сухой пояс пустынь 20—30° (обоих полушарий) дает малый вклад в круговорот углекислоты, а полосысуши, наиболее покрытые растительностью, расположены на Земле асимметрично (в Южном полушарии в средних широтах находится океан).
Поэтому с марта по сентябрь вследствие фотосинтеза содержание СО2 в атмосфере падает, а с октября по февраль — повышается. Вклад в зимний прирост дают как окисление древесины (гетеротрофное дыхание растений, гниение, разложение гумуса, лесные пожары), так и сжигание ископаемых топлив (угля, нефти, газа), заметно увеличивающееся в зимний сезон.

ребования и нормы к физико-химическим показателям
Объемная доля двуокиси углерода (СО2), %, не менее99,990
Объемная доля кислорода (О2), %, не более *0,005
Объемная доля азота (N2), %, не более *0,005
Наличие влаги, %, не более
(точка росы не выше минус 60°C)
0,001
Углеводороды (CH4 + C2H6), % об., суммарно, не более0,0005
Оксид углерода (СО), % об., не более0,0002
* Суммарное значение (O2+N2) не более 0,0080 % об.

Примечание. Суммарное значение всех примесей с учетом влаги не более 0,01%. Другие показатели жидкой двуокиси углерода высокой чистоты должны соответствовать нормам, указанным в ГОСТ 8050.

Что такое жидкий CO2 и для чего его можно использовать?

Что такое жидкий CO2 и для чего он может быть полезен?

Жидкий диоксид углерода представляет собой газообразный диоксид углерода, сильно сжатый и охлажденный до жидкой формы. Углекислый газ существует в виде жидкости ниже критической температуры 31°С и выше тройной точки с температурой -56,6°С и давлением 4,18 бар.

Как правило, газообразный CO2 транспортируют, хранят и обрабатывают в жидкой форме либо в баллонах, либо в неизолированных резервуарах для хранения при давлении 45–65 бар, либо в рефрижераторных резервуарах при температуре от -35°C до -15°C и давлении от 12 до 25 бар.Спрос на жидкий CO2 в различных отраслях промышленности значительно вырос. Это отражает разнообразие применений этого газа.

Жидкий углекислый газ широко используется в индустрии развлечений для достижения специальных эффектов. С жидким углекислым газом многие спецэффекты проще и экономичнее. Без него для создания таких эффектов потребовалось бы дорогостоящее оборудование для пиротехники:

•   Эффекты дымки: жидкий CO2 используется для создания однородных эффектов облаков в телевизионном производстве. Эти облака используются для освещения световых лучей на музыкальном концерте.Газ служит для усиления эффекта прожекторов. Эффект помутнения создается путем пропускания сжатого CO2 через резервуар высокоочищенного минерального масла.

•   Эффекты тумана: вы видели фильмы с туманными сценами, но, вероятно, они были сняты в солнечной пустыне. Жидкий углекислый газ используется вместе с генераторами тумана для создания эффекта низко расположенного тумана. Жидкий CO2 используется для охлаждения театрального тумана, производимого дым-машинами. Туман остается близко к земле, когда холодно, но когда становится теплее, он рассеивается равномерно.

 

Консервация пищевых продуктов

Значение CO2 под давлением в пищевой промышленности невозможно переоценить. Пищевая промышленность в значительной степени использует этот сжиженный газ для охлаждения, консервирования, хранения и умягчения.

•   Хладагент: жидкий CO2 используется в качестве важного криогенного хладагента. Он используется непосредственно в качестве консерванта для пищевых продуктов и в охлаждающих устройствах, где он поддерживает постоянную температуру пищи. Жидкая двуокись углерода также используется при транспортировке мороженого.Он предпочтителен из-за его высокой объемной охлаждающей способности.

• Смягчающие напитки: Сжатый углекислый газ широко используется в производстве безалкогольных напитков. Газирование напитков сначала происходило путем естественного брожения, но сегодня напитки в бутылках смягчаются и консервируются с помощью углекислого газа под давлением. Жидкий CO2 также используется для удаления кофеина из кофе, поскольку он является универсальным растворителем.

 

Огнетушитель

Жидкий диоксид углерода используется в качестве огнетушителя из-за его негорючих свойств.Газ работает, лишая пламя кислорода, который поддерживает горение. Огнетушители, используемые для тушения электрических пожаров, специально заполнены жидким углекислым газом. Это связано с тем, что помимо тушения огня путем удаления кислорода сжатый газ охлаждает горящие поверхности, предотвращая дальнейшее повреждение.

 

Сбор нефти

При добыче нефти жидкость закачивается в нефтяные скважины, где она смешивается с нефтью. Он снижает вязкость масла и позволяет ему легко течь к месту удаления.

Жидкий CO2 — универсальный газ для многих применений. Возможно, наиболее известные способы его использования сегодня — в пищевой промышленности и индустрии развлечений. Если вы ищете надежного и опытного поставщика оборудования для розлива напитков и газового оборудования для погребов, свяжитесь с нами сегодня.

Как сделать жидкий CO2

Используете ли вы его в сложных кулинарных творениях, для ознакомления с фокусами или для более научных занятий, сухой лед может доставить массу удовольствия. Вы даже можете создать свой собственный мистический хрустальный шар и вывести центральное украшение вечеринки на новый уровень.Вы можете сделать жидкий CO2 дома, выполнив несколько простых шагов, но вам нужно убедиться, что вы следуете некоторым очень важным рекомендациям, чтобы оставаться в безопасности и предотвратить травмы.

Что такое жидкий CO2?

Углекислый газ, или CO2, ведет себя очень необычным образом и позволяет увидеть три состояния материи в одном материале. Он замерзает прямо из газа в твердое вещество, называемое сухим льдом, при нормальном атмосферном давлении, полностью минуя жидкую фазу. Это превращение происходит при температуре ниже -109.3 градуса по Фаренгейту при давлении 1 атмосфера.

Если увеличить давление до 5,1 атмосферы, что составляет около 75 фунтов на квадратный дюйм, и поддерживать температуру ниже минус 69 градусов по Фаренгейту, происходит нечто очень интересное. Эти условия, известные как тройная точка, позволяют CO2 сосуществовать в твердом, жидком и газообразном состояниях. Вы можете сделать это самостоятельно дома, но вам нужно внимательно следить, так как газ примет жидкую форму только на несколько секунд.

Для производства жидкого CO2 в промышленных масштабах производители должны использовать сложное оборудование для создания и хранения жидкости.

Как сделать жидкий CO2

Во-первых, вам нужно купить сухой лед, который можно приобрести в хозяйственных и продуктовых магазинах. Возьмите с собой холодильник со льдом, чтобы он не остыл по дороге домой.

Молотком измельчите сухой лед на более мелкие кусочки, напоминающие дробленый лед.

Отрежьте ножницами узкую часть наконечника пластиковой пипетки так, чтобы осталось большое отверстие, и соберите немного сухого льда в конец груши.

Обожмите и закройте открытый конец пипетки с помощью острогубцев.

Удерживая запаянную пипетку плоскогубцами, погрузите ее в прозрачную емкость с теплой водопроводной водой.

Пластиковая колба расширится по мере оттаивания замороженного CO2. Когда давление в пипетке превысит 5,1 атмосферы, в колбе появится жидкий CO2. Через несколько секунд колба лопнет, и часть CO2 снова превратится в твердое вещество. Остальное превратится в газ, который будет образовывать пузырьки в воде.

Безопасность превыше всего

Если сухой лед вступает в непосредственный контакт с кожей и может вызвать обморожение или ожог, выполните следующие действия для обеспечения безопасности.

    Очень важно защитить себя и правильно хранить сухой лед, поскольку Университет Вермонта сообщает, что при хранении таким образом, при котором CO2 не может выйти наружу, существует опасность взрыва.

    Защитите руки от ожогов, надев толстые прочные перчатки.

    Защитите глаза, надев защитные очки при работе с жидким CO2 и сухим льдом.

Общая информация о CO2

Двуокись углерода находится в трех физических состояниях: газообразном, жидком и твердом, которые зависят от температуры и давления.

Откуда берется CO 2 ?
CO 2 получают из ряда источников, включая сжигание углеродистого топлива, ферментацию, природные колодцы и как побочный продукт промышленных процессов, таких как производство этиленоксида и биоэтанола и синтез аммиака.


Твердое тело (сухой лед):
Ниже тройной точки (5,18 бар, -56,6 °C) (7’512,96 фунтов на кв. дюйм, -69,88 °F) CO 2 может отображаться только в его твердом и газообразном состоянии.Сухой лед является общепринятым торговым наименованием твердого CO 2 . При атмосферном давлении он имеет температуру ок. -79 °С (-110,2 °F). Твердый CO 2 сразу переходит в газообразное состояние. Это испарение (сублимация) не оставляет никаких остатков. Сухой лед нетоксичен, негорюч, инертен, не имеет запаха и бактериостатичен. Он белого цвета и имеет плотность ок. 1 500 кг/м3 (93,64 фунта/фут3) в компактном состоянии. Сухой лед является идеальным хладагентом, который особенно хорошо подходит для различных применений.Он обладает высокой охлаждающей способностью и очень высокой теплопередачей при прямом контакте с холодным материалом.

ASCO предлагает лучший ассортимент машин для производства сухого льда.


Жидкое состояние:
В диапазоне температур от -56,6 °C (-69,88 °F) до 31 °C (87,8 °F) и давлении от 5,2 бар до 74 бар ( 1’073,28 psi) соответственно CO 2 находится в жидком состоянии, за исключением очень высоких давлений. Это означает, что ниже 5.2 бар (754,20 psi), CO 2 существует только в твердом или газообразном состоянии. При давлении 5,2 бар (754,20 фунтов на кв. дюйм) и температуре -56,6 °C (-69,88 °F) присутствуют все три состояния (твердое, жидкое и газообразное). Это называется тройной точкой.

Критическая точка CO 2 находится при температуре ок. 31 °C (87,8 °F) и давление прибл. 74 бар (1073,28 фунтов на кв. дюйм). Обычная жидкость CO 2 может образовываться только при температуре ниже 31 °C (87,8 °F). Выше критической точки нет физической разницы между жидкой и газообразной фазами.Это сверхкритическое состояние также называют «жидким». Жидкое состояние важно для хранения и транспортировки CO 2 , а также при охлаждении и заморозке. При выпуске жидкого CO 2 в атмосферу достигается температура -79 °C (-110,2 °F). Это связано с высокой холодопроизводительностью за счет тепла испарения, которое извлекается из окружающей среды при высвобождении жидкого CO 2 .

Газообразное состояние:
CO 2 Газ имеет плотность прибл.1,9 кг/м3 (0,12 фунта/фут3) при атмосферном давлении и +15 °C (+59 °F). CO 2 обладает многими уникальными и полезными свойствами, которые делают его ценным при хранении упакованных пищевых продуктов, взрыво- и пожаробезопасности, борьбе с вредителями и в качестве защитного газа при сварке в среде инертного газа. Во всех этих применениях важно, чтобы газ CO 2 вытеснял и замещал атмосферный кислород. Кроме того, газ CO 2 используется для обогащения атмосферы в теплицах, при хранении фруктов и овощей и для контроля pH при очистке питьевой и сточной воды.

Границы | Ионные жидкости: потенциальные материалы для улавливания и утилизации углекислого газа

Введение

Выбросы двуокиси углерода (CO 2 ) в атмосферу вызывают негативное воздействие на окружающую среду, поскольку его выброс вызывает парниковый эффект, ведущий к глобальному потеплению (Ben-Mansour et al., 2016; Sanz-Perez et al., 2016) . Помимо антропогенной деятельности, на долю которой приходится основной выброс CO 2 в окружающую среду, ресурсы энергетического газа, такие как природный или сланцевый газ, синтетический газ и биогаз, также содержат значительную долю CO 2 , что снижает теплотворная способность газов, вызывающая коррозию оборудования и требующая больших затрат энергии при переработке и транспортировке (Huang et al., 2014; Джордж и др., 2016). Поэтому разработка технологий, которые могут улавливать CO 2 , имеет первостепенное значение. Одной из таких технологий является улавливание и секвестрация диоксида углерода (CCS), при которой водный амин [обычно моноэтаноламин (MEA) и метилдиэтиламин (MDEA)] используется в качестве поглотителей при улавливании CO 2 (Thitakamol et al., 2007). Эти растворители имеют ряд недостатков, таких как высокая летучесть, высокая стоимость, значительное потребление энергии и коррозионная активность, поэтому разработка новых растворителей имеет первостепенное значение (Shao and Stangeland, 2009).Ионные жидкости (ИЖ) обладают уникальными характеристиками по сравнению с летучими органическими соединениями (ЛОС) и были исследованы в различных химических и биологических приложениях (Steinruck and Wasserscheid, 2015). В последнее десятилетие они активно изучались как скрубберы парниковых газов (Zeng et al., 2017). Первоначальный интерес к этим растворителям возник из-за их незначительного давления паров, высокой термической стабильности, широкого диапазона ликвидуса, относительной негорючести, возможности конструирования и возможности повторного использования.Возможность проектирования дает ИЖ дополнительное преимущество перед обычными скрубберами, такими как МЭА и МДЭА, и большое количество потенциальных ИЖ было разработано для достижения оптимальной растворимости CO 2 . Из них представительный класс состоит из катионов имидазолия, пиридиния, пирролидиния, гуанидиния и амина, а также органических/неорганических (карбоксилат, азолят, феноксид, пролинат, тионат, галогенид, тетрафторборат, гексафторфосфат, анион и т. д. (Zhang YQ et al., 2009; Goodrich et al., 2011; Niedermaier et al., 2014). Было отмечено, что в отличие от катиона основность аниона больше влияет на поглощение СО 2 ИЖ. Моделирование процесса показало, что использование ИЖ вместо известного МДЭА может снизить общую электрическую и тепловую энергию на 42,8 и 66,04% соответственно (Liu et al., 2016). Потребность в энергии для регенерации также снизилась на 15 %, когда вместо МЭА использовали IL (тетрафторборат 1-бутилпиридиния) (Mumford et al., 2015).

Основным недостатком ИЖ как скруббера является их высокая вязкость, которая еще больше увеличивается при улавливании CO 2 .Например, вязкость 3-аминопропилтрибутилфосфониаминокислоты ([aP 4443 ][AA]) и изолейцината тригексил(тетрадецил)фосфония ([P 66614 ][Iso]) увеличилась в 3 и 200 раз соответственно. , при захвате CO 2 (Liu et al., 2009; Gurkan et al., 2010a). Однако высокая вязкость ИЖ может быть снижена за счет включения эфирной функциональности, имидазолат-аниона, добавления молекулярных растворителей и включения их в полимерную мембрану. Вязкость имидазолата тригексил-(тетрадецил)фосфония ([P 66614 ][Im]) снижалась при захвате CO 2 из 810.от 4 до 648,7 мПа·с из-за комбинированного действия физисорбции и хемосорбции (Wang et al., 2011). Точно так же добавление эфирной функциональности в ИЖ снизило вязкость на 43% по сравнению с нефункционализированными ИЖ (Zeng et al., 2015). Добавление растворителя на основе амина в ИЖ также экспоненциально снижает вязкость, не влияя на поглощение CO 2 (Zhao et al., 2011).

Хранение и использование улавливания углерода (CCSU), включающее в себя все усилия, направленные на сокращение выбросов CO 2 в окружающую среду и его преобразование в продукты с добавленной стоимостью, было принято во всем мире в качестве стратегии по снижению негативного воздействия на окружающую среду СО 2 .Из-за их двойной природы, и в качестве катализатора, и в качестве растворителя, ИЖ использовались при превращении CO 2 в полезные органические фрагменты, такие как линейные и циклические карбонаты, монооксид углерода, метанол, муравьиная кислота/формиаты и т. д. (Alvarez-Guerra et al. ., 2015). Электрохимическое восстановление CO 2 интересно тем, что оно работает при низких температурах и давлениях. Электровосстановление CO 2 требует водной электролитной среды, которая может поглощать CO 2 и снижать перенапряжение, необходимое для образования CO2-.анион-радикала в присутствии металлического катода (Ag, Au, Pt и др.) (Oh and Hu, 2013). Точно так же CO 2 может давать линейные и циклические карбонаты при повышенных температурах и давлениях. Таким образом, ИЖ служат цели из-за высокой эффективности поглощения CO 2 (Xu et al., 2015).

Ионные жидкости в системе улавливания углекислого газа

Новаторская работа Blanchard et al. впервые показали, что ИЖ (1-бутил-3-метилимидазолия гексафторфосфат, [BmIm][PF 6 ]) можно использовать для улавливания СО 2 .С тех пор было проведено множество исследований, раскрывающих способ и механизм захвата CO 2 в обычных и функционализированных IL. В обычных ИЖ катион играет второстепенную роль, и наблюдается влияние основности аниона на адсорбцию СО 2 . Более высокое поглощение CO 2 было достигнуто в специализированных ИЖ, несмотря на их высокую вязкость. В связи с этим, ИЛ, полученные из суперосновы, были протестированы на оптимальное поглощение CO 2 (Rebecca et al., 2015).Бейтс и др. (2002) сообщили о полумолярном поглощении CO 2 в аминофункционализированных ИЖ в условиях окружающей среды. Гуркан и др. (2010b) удалось добиться эквимолярной абсорбции с помощью ИЖ на основе аминокислот, содержащих пролинатные и метионинатные анионы с катионом фосфония. Позже Ван и др. (2011) достигли эквимолярного поглощения в ИЖ, состоящих из пиразолата, имидазолата, триазолата, тетразолата, индолата, оксалат-аниона и катиона фосфония, таким образом получив линейную корреляцию между емкостью CO 2 и основностью (p K a ) ИЖ в ДМСО.Мультимолярное поглощение CO 2 (1,69 моль.моль -1 ) наблюдали при активации карбоксильной группы в аминофункционализированных ИЖ (Chen et al., 2016). Карбоксилатная группа вблизи NH-фрагмента стабилизирует CO 2 на стадии карбаминовой кислоты, тем самым способствуя мультимолярному поглощению. Точно так же комбинированное экспериментальное и теоретическое исследование гидроксильных IL с фенолят-анионом показало поглощение 1,5 эквивалента CO 2 , поскольку в поглощении участвовали как гидроксильные, так и феноксидные группы (Vafaeezadeh et al., 2015).

Механизмы захвата углекислого газа в ИЖ

Помимо эффективности и селективности поглощения CO 2 , режим взаимодействия IL-CO 2 также дает важную информацию с точки зрения выбора компонентов и функциональности для разработки потенциальных IL. В ИЖ на основе [BF 4 ] и [PF 6 ] наблюдалось кислотно-основное взаимодействие, действующее между анионом ацетата и CO 2 (спектроскопия НПВО-ИК, спектроскопия комбинационного рассеяния и расчеты DFT) (Казарян и другие., 2000; Кабако и др., 2011). Хотя кислотно-щелочное взаимодействие проливает свет на механизм взаимодействия, это не единственная причина поглощения CO 2 , поскольку эффективность поглощения не соответствует порядку основности (Lei et al., 2014). Недостатки кислотно-щелочной теории позже были объяснены количеством свободного объема в системе IL (Aki et al., 2004). Более длинная алкильная цепь на катионе и высокое фторирование анионов увеличивают степень свободного объема и, следовательно, повышают растворимость CO 2 (Muldoon et al., 2007; Альмантариотис и др., 2010). Например, 1-гексил-3-метилимидазолийтрис(пентафторэтил)трифторфосфат ([HmIm][FEP]) показал на 70% более высокую растворимость CO 2 , чем [HmIm][PF 6 ], из-за присутствия шести CF 2 /CF 3 в [FEP], чем [PF 6 ], и, следовательно, приводит к большему свободному объему (полученному моделированием Монте-Карло и МД) (Zhang XC et al., 2009). Помимо этого, было показано, что слабые взаимодействия, такие как водородные и галогенные связи, влияют на поглощение CO 2 (Palomar et al., 2011; Чжу и др., 2011). Механизм захвата CO 2 в [HmIm][PF 6 ] и [FEP] показал важность электростатического взаимодействия при поглощении CO 2 меньшим и симметричным анионом [PF 6 ], тогда как ван-дер-ваальсова взаимодействие играет ключевую роль в большом и асимметричном анионе [FEP] (Zhang XC et al., 2009). В случае комплекса газ-катион [BmIm] CO 2 взаимодействует с катионом путем образования водородной связи на углероде C2 (Zhao et al., 2015).

Взаимодействие амин-CO 2 в ИЖ протекает по двум механизмам, а именно семимолярному и эквимолярному, в зависимости от присутствия аминогруппы на катионе или анионе в ИЖ (Bates et al., 2002). Отмечено, что катион ИЖ, связанный с аминной частью, следует семимолярному механизму, тогда как эквимолярный механизм действует, если амин входит в состав аниона (Cao et al., 2016). График молярного поглощения четко показывает тип механизма действия в среде. В семимолярном механизме CO 2 сначала реагирует с аминовой частью с образованием карбаминовой кислоты, которая далее реагирует с другой молекулой амина с образованием карбамата аммония в качестве конечного продукта (схема 1).Таким образом, на один моль СО 2 требуется два моля амина.

Схема 1 . Репрезентативный механизм захвата CO 2 в ИЖ, функционализированных амином.

В эквимолярном механизме один моль амина захватывает один моль CO 2 и стабилизирует продукт в виде карбаминовой кислоты (Kasahara et al., 2016). Различные исследования заявляют о мультимолярном поглощении ИЖ из-за присутствия стабилизирующей группы вблизи NH 2 – фрагмента амина (Luo et al., 2014).

Хотя ИЖ, функционализированные амином, улучшают растворимость СО 2 в ИЖ, высокая вязкость и регенерация ИЖ остаются проблемами. Для решения этих проблем Wang et al. (2010) предложили неаминофункционализированные протонные IL, полученные из супероснования, для эквимолярного захвата CO 2 . Позже из гидроксида фосфония и замещенных фенолов были получены фенольные ИЖ, после чего влияние положения и природы заместителей на анион было сопоставлено с физико-химическими свойствами и эффективностью поглощения СО 2 (Wang et al., 2012). Таким образом, сила взаимодействия катион-анион влияет на поглощение CO 2 фенольными ИЖ (Lee et al., 2016).

Применение ионных жидкостей при преобразовании диоксида углерода в продукты с добавленной стоимостью

Опосредованное IL превращение CO 2 в продукты с добавленной стоимостью было достигнуто с помощью химических, термохимических, фотохимических, биохимических и электрохимических методов восстановления (Barton et al., 2008; Chueh et al., 2010; Rosen et al., 2011; Чен и др., 2012; Костентин и др., 2012). Из этих методов наиболее привлекательными являются химическое и электрохимическое восстановление CO 2 . В методе химической конверсии эпоксиды и метанол использовались для превращения CO 2 в циклические и линейные карбонаты соответственно посредством реакций циклоприсоединения. Электрохимическое восстановление CO 2 очень популярно из-за его более высокой эффективности преобразования, селективности продукта и его потенциала для хранения электроэнергии из возобновляемых источников энергии, таких как солнце (Spinner et al., 2012).

Преобразование CO

2 в органические карбонаты

Органические карбонаты имеют множество промышленных применений в качестве зеленых апротонных полярных растворителей, электролитов для литий-ионных аккумуляторов, а также в качестве промежуточных продуктов при производстве фармацевтических препаратов и полимеров (Chaugule et al., 2017). В этом мини-обзоре освещаются недавние результаты катализа превращения CO 2 в органические карбонаты на основе ИЖ в мягких условиях (низкая температура и давление).

Циклический карбонат с пятичленным кольцом

О традиционном катализе на основе ИЖ для синтеза циклических карбонатов из CO 2 впервые сообщили в 2001 г. (Peng and Deng, 2001).В этом исследовании ряд RTIL на основе катионов (BmIm + , BPy + ) и анионов (Cl , BF4-, PF6-) действовали как рециклируемые катализаторы для производства карбоната пропилена из оксида пропилена и CO . 2 в отсутствие растворителя. Среди них [Bmim][BF 4 ] показал наибольшую каталитическую активность со 100% выходом в оптимальных условиях (110°С, 6 ч, 2,5 МПа CO 2 , 2,5 ммоль [BmIm][BF 4 ] на 100 ммоль эпоксида). До сих пор было исследовано множество других ИЖ, включая новые поколения, такие как ИЖ для конкретных задач, для улучшения производства циклических карбонатов в различных экспериментальных условиях (Chaugule et al., 2017).

Недавно была разработана система двойного ИЖ в качестве рециркулируемого эффективного катализатора для синтеза циклического карбоната в мягких условиях без растворителей (Hu et al., 2018). В этом исследовании [TMGH + ][ O 2 MMIm + ]Br показал наилучшие каталитические характеристики с выходом 84% в оптимальных условиях (30°C, 12 ч, 0,1 МПа CO 2 , 0,5 ммоль IL на 2 ммоль эпихлоргидрина). Также был предложен механизм, при котором синергетический каталитический эффект между карбоксилат-анионом, бромид-анионом и связью NH иминиевого иона приводит к циклоприсоединению CO 2 и эпоксида.

Кроме того, чтобы сделать разделение катализатора и повторное использование более простым и практичным в промышленности, широко изучалась иммобилизация катализаторов на основе ИЖ на пригодных для повторного использования твердых носителях (Chaugule et al., 2017). Некоторые ИЖ, такие как [BmIm][X] (где X = Cl, Br, I) и [EpIm][X], были иммобилизованы на коммерческом SiO 2 (размер пор 6 нм, 35–70 мкм) для получения эффективных катализаторов. для получения циклических карбонатов в мягких условиях (Martínez-Ferraté et al., 2018). [EpIm]Br на подложке из диоксида кремния была лучшей системой, обеспечивающей конверсию 99% всего за 30 минут при оптимальных условиях (80°C, 5 бар CO 2 , 1.67 ммоль ИЖ на 3,34 ммоль пропиленоксида). Эта каталитическая система оставалась активной (конверсия 79%) при использовании модельной газовой смеси из промышленного выхлопа (15% CO 2 ) вместо синтетического CO 2 .

Диметилкарбонат

Недавно в присутствии различных органических и неорганических оснований при прямом синтезе диметилкарбоната из CH 3 OH и CO 2 при комнатной температуре и 1 МПа CO 2 (Zhao et al., 2017). В оптимальных условиях комбинация [BmIm][HCO 3 ] и Cs 2 CO 3 в присутствии растворителя CH 2 Br 2 показала наибольшую конверсию CH 3 OH (74 %) и легко использовалась повторно.

Электрохимическая фиксация CO

2 в ИЖ

CO 2 является широко доступным возобновляемым сырьем C1 из различных источников выбросов, таких как угольные электростанции, биоперерабатывающие заводы, предприятия по переработке сырой нефти и т. д. (Friedlingstein et al., 2011). Ввиду негативного воздействия CO 2 на окружающую среду его преобразование в топливо и тонкие химикаты может стать способом устранения вредного воздействия этого парникового газа (Ansari and Park, 2012). Были предприняты электрохимические и фотохимические подходы для преобразования CO 2 в полезные химические вещества, такие как метанол, монооксид углерода, этилен, муравьиная кислота/формиат, высшие спирты, алканы и т. д., а также важные строительные блоки для синтеза различных химических веществ на платформе, а также полимеры (Xiaoding and Moulijn, 1996).Электрохимический процесс включает катодное восстановление CO 2 и анодное окисление растворителя.

Центросимметричная структура делает CO 2 электрически нейтральным, хотя он имеет диполь связи. На схеме 2 показаны этапы восстановления CO 2 до различных полезных продуктов при различных стандартных потенциалах (E 0 ). Водород, образующийся в этих реакциях, является нежелательным основным побочным продуктом, и его следует избегать (Feng et al., 2018a). Чтобы исключить H 2 из процесса, требуется неводная среда, и ионные жидкости комнатной температуры (RTIL) идеально подходят для этого.

Электрохимическая конверсия CO

2 в CO

RTIL как двойная среда широко исследовались при электрохимическом превращении CO 2 в CO в течение последнего десятилетия. Розен и др. (2011) изучали электрохимическое восстановление CO 2 до CO в 18% водном тетрафторборате 1-этил-3-метилимидазолия ([Emim][BF 4 ]) и наблюдали высокую фарадеевскую эффективность (96% в течение 7 ч) с чрезвычайно низкий потенциал. Было отмечено, что катион RTIL уменьшает образование H 2 , тем самым способствуя восстановлению CO 2 до CO.Позже несколько ИЖ, состоящие из имидазолия, пирролидиния, аммония, катиона фосфония и (бис(трифторметилсульфонил)имида ([NTf 2 ]), трис(пентафторэтил)трифторфосфата ([FAP]) и тетрафторбората [BF 4 ]) анион и роль заместителей в катионном ядре исследовали при восстановлении CO 2 до CO (Alvarez-Guerra et al., 2015; Lim and Kim, 2017). Во всех этих исследованиях в качестве электрокатализаторов использовались катоды на основе Au, Ag, Pt и стеклоуглерода (Alvarez-Guerra et al., 2015). При восстановлении катион ИЖ координируется с молекулой CO 2 и образует радикалы CO 2 .− под потенциалом отрицательного электрода, которые впоследствии образуют CO (Sun et al., 2014; Feng et al., 2018b).

Другими словами, как показано на рис. 1, электрохимическое восстановление СО 2 до СО происходит по альтернативному пути, где превращение протекает с низким перенапряжением по сравнению со случаем, когда в процессе участвует ИЖ. В действительности ИЖ активирует молекулу СО 2 через образование промежуточного соединения «катион-СО 2 », через которое энергия образования СО2-.анион-радикала уменьшается.

Рисунок 1 . Схематическое изображение изменения свободной энергии при электрохимическом превращении CO 2 в CO в воде (сплошная линия) или ионной жидкости (пунктирная линия). Взято из Li et al. (2013).

В качестве альтернативы, как показано на рисунках 2, 3, Sun et al. (2014) предложили механизм электрохимического восстановления CO 2 до CO в отсутствие и в присутствии ИЖ на Pd-электроде в ацетонитриле. В этом случае, основываясь на экспериментальных данных, автор предположил, что присутствие ИЖ переключает ход электрохимического восстановления СО 2 , где ИЖ благоприятствует пути образования СО вместо образования нежелательного оксалат-аниона.

Рисунок 2 . Путь электрохимического восстановления CO 2 до CO на Pd-электроде в ацетонитриле. Взято из Sun et al. (2014).

Рисунок 3 . Путь электрохимического восстановления CO 2 до CO на Pd-электроде в [emim][Tf 2 N]/ацетонитриле (образование CO). Взято из Sun et al. (2014).

Как показано на рис. 2, на месте образовал CO2-. Анион-радикал, образующийся на электроде Pd, далее димеризуется в оксалат-анион в отсутствие ИЖ.С другой стороны, как показано на рисунке 3, ИЖ стабилизирует CO2-. и предотвращает его димеризацию, после чего стабилизируется CO2-. далее превращается в молекулу CO.

Кроме того, было также замечено, что наряду с образованием CO существует также путь образования имидазолия карбоксилата (рис. 4). Более раннее теоретическое, а также экспериментальное исследование, проведенное Zhao et al. (2016) утверждают, что образование этого вида карбоксилата деактивирует активные центры катиона имидазолия.Однако эти активные сайты имидазолия могут быть восстановлены добавлением источника протонов, такого как вода.

Рисунок 4 . Путь электрохимического восстановления CO 2 до CO на Pd-электроде в [emim][Tf 2 N]/ацетонитриле (образование карбоксилата имидазолия). Взято из Sun et al. (2014).

Кроме того, на основе теории функционала плотности (DFT), а также спектроскопических методов комбинационного рассеяния и ЯМР Wang et al. (2015) также представили другой альтернативный механизм образования CO посредством электрохимического восстановления CO 2 .Автор предположил, что в присутствии источника протонов, такого как вода, in situ образованные карбоксилатные частицы могут разлагаться на CO и может быть восстановлен активный катион имидазолия (схема 3). В этом случае автор сообщил, что катион имидазолия служил сокатализатором, поскольку он обеспечивает свой собственный кислый протон в процессе образования CO. Однако роль этого сокатализа ограничивается наличием источника протонов в реакционной среде для извлечения катиона имидазолия в каталитическом цикле.

Схема 3 . Электрохимическое восстановление CO 2 до CO через имидазолиевые карбоксилаты. Взято из Zhao et al. (2016).

Таким образом, несмотря на то, что образование СО может быть объяснено на основе различных механистических подходов, эти исследования показывают, что ИЖ играют важную роль при электрохимическом восстановлении СО 2 до СО.

Электрохимическая конверсия CO

2 в муравьиную кислоту/формиат

Несколько рабочих также предприняли электрохимическую конверсию CO 2 в муравьиную кислоту.Уоткинс и Бокарсли (2014) использовали трифторацетат 1-этил-3-метилимидазолия ([Emim][TFA]) вместе с различными металлами в качестве сокатализаторов при электрохимическом превращении CO 2 в HCOOH и обнаружили, что иридий является эффективным катализатором. . Холлингсворт и др. (2015) выполнили селективную конверсию CO 2 в формиат и синтетический газ с помощью электрохимического процесса с анионным усилением. ИЖ, состоящая из катиона тетраалкилфосфония и аниона 1,2,4-триазолата [P 66614 ][1,2,4Triz], поглощала эквимолярное количество СО 2 и способствовала селективному превращению СО 2 в формиат при крайне низкий приложенный электродный потенциал (-0.7 В по сравнению с Ag + /Ag).

В подробном исследовании, основанном на циклических объемных измерениях для двух разных ИЖ, [P 66614 ][1,2,4Triz] и [P 66614 ][NTf 2 ], автор заметил, что [1, 2,4Triz] анион, содержащий ИЖ, оказались более эффективными по сравнению с их [NTf 2 ] анионсодержащими аналогами при электрохимической реакции СО 2 с СО. катион [P 66614 ] + с CO 2 (т.е., образование [CO 2 ] [P 66614 ] + ), химические взаимодействия аниона [1,2,4Triz] с CO 2 учитывали энергия электрохимической реакции СО 2 в СО (схема 4) по сравнению со случаем использования ИЖ [P 66614 ][NTf 2 ].

Схема 4 . Химические взаимодействия [P 66614 ][124Триз] ИЖ с CO 2 . Взято из Wang et al.(2015).

Чжан и др. (2017) изучали превращение CO 2 в муравьиную кислоту в водном растворе дицианамида 1-этил-3-метилимидазолия ([Emim][N(CN) 2 ]) с использованием электрода из порошка Sn и отметили, что IL помогает в электрохимическая активация и превращение CO 2 в HCOOH, а также повышение растворимости CO 2 в электролитной системе для достижения максимальной производительности. Фарадеевская эффективность 81,9% была достигнута при использовании 0,5 М [Emim][N(CN) 2 ] в воде при потенциале -1.2 В по сравнению с обратимым водородным электродом (RHE). Лу и др. (2017) впервые представили фотоэлектрохимическое преобразование CO 2 в HCOOH с использованием функционализированной ИЖ, такой как бромид 1-аминопропил-3-метилимидазолия ([NH 2 C 3 mim]Br) и фарадеевскую эффективность 94,1%. был получен для конверсии HCOOH. Автор утверждал, что эффективное взаимодействие СО 2 с катионом ИЖ способствует превращению СО 2 в HCOOH. Недавно Хуан и соавт.(2017) наблюдали рентабельное электровосстановление CO 2 до HCOOH в [EMIM][BF 4 ] с использованием электрокатализатора на основе меди в качестве катода, достигая высокой фарадеевской эффективности (87% в течение 8 часов). По сравнению с электрохимическим восстановлением CO 2 до CO, электрохимическое превращение CO 2 в HCOOH или формиат все еще находится в зачаточном состоянии в ИЖ, и для подробного понимания этого явления требуется дальнейшее рассмотрение.

Электрохимическая конверсия CO

2 в CH 3 OH

Подобно электрохимическому превращению CO 2 в CO и HCOOH, образование метанола путем электрохимического превращения CO 2 является еще одним предполагаемым применением, которое широко исследовалось в ИЖ.Трансформация CO 2 в метанол посредством электрохимической активации CO 2 была недавно проведена Ханом и его сотрудниками (Sun et al., 2016). Они использовали различные биметаллические катализаторы, такие как Mo-Bi, Mo-Ag и Mo-Cu в растворе [BmIm][BF 4 ]/ацетонитрила. Синергический эффект металлов Mo и Bi как биметаллического катализатора при электрохимической активации СО 2 в 0,5 М растворе ИЖ в ацетонитриле дал 71,2% фарадеевскую эффективность образования метанола. В биметаллическом катализаторе Mo-Bi Мо способствует превращению CO 2 в CO, в то время как Bi способствует образованию H 2 и адсорбции in situ образовавшегося CO и, следовательно, увеличивает возможность гидрирования CO от 2 до CH 3 OH.

Следовательно, RTIL играют важную роль в электрохимическом преобразовании CO 2 в различные ценные и важные для промышленности продукты, такие как CO, HCOOH и CH 3 OH. Хотя было выдвинуто несколько гипотез для исследования роли RTIL в электрохимическом восстановлении CO 2 , ни одна из них не дает удовлетворительной информации о процессе. Это может быть больше связано со сложной структурной и электронной природой ИЖ на границе ИЖ-электрод, чем с водой.Тем не менее, последнее, но не менее важное: ИЖ предлагаются как устойчивый и экологичный подход к активации и восстановлению CO 2 до основных химических фрагментов с минимальным потреблением энергии, а не существующий термохимический подход.

Выводы и перспективы

Замечательные свойства ИЖ по сравнению с обычными летучими растворителями, такие как нелетучесть и перестраиваемость структуры, делают их подходящими для приложений, связанных с улавливанием и фиксацией CO 2 .В мини-обзоре освещается развитие применения CO 2 с момента появления ИЖ в этой области и дальнейшее развитие в последнее десятилетие. Рассмотрено влияние катионов, анионов и функциональных групп на физико-химические свойства и их влияние на поглощение CO 2 как в обычных, так и в функционализированных ИЖ. Силы, участвующие в захвате СО 2 , и механизм обсуждались в различных типах ИЖ. Несмотря на захватывающий отклик, отсутствие недорогих и разнообразных ИЖ создает проблему для их применения в больших масштабах.Кроме того, необходимо учитывать влияние ИЖ на окружающую среду, коррозию, токсичность и долговременную стабильность.

Доступность данных

Все наборы данных, созданные для этого исследования, включены в рукопись и дополнительные файлы.

Вклад авторов

Все перечисленные авторы внесли существенный, непосредственный и интеллектуальный вклад в работу и одобрили ее для публикации.

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Мы благодарим Научный центр Валленберга Вуда (WWSC), Фонды Кемпе, Шведский исследовательский совет, Шведское энергетическое агентство и программу Bio4energy. Эта работа также является частью деятельности Центра химии процессов Йохана Гадолина в Университете Або Академи.

Ссылки

Аки С., Меллейн Б. Р., Заурер Э. М. и Бреннеке Дж. Ф. (2004). Фазовое поведение диоксида углерода при высоком давлении с ионными жидкостями на основе имидазолия. J. Phys. хим. Б 108, 20355–20365. дои: 10.1021/jp046895+

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Almantarriotis, D., Gefflaut, T., Padua, A.A.H., Coxam, J.Y., and Costa Gomes, M.F. (2010). Влияние фторирования и размера боковой алкильной цепи на растворимость диоксида углерода в ионных жидкостях бис(трифторметилсульфонил)амида 1-алкил-3-метилимидазолия. J. Phys. хим. В 114, 3608–3617. дои: 10.1021/jp
6n

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Альварес-Герра, М., Альбо, Дж., Альварес-Гуэрра, Э., и Ирабиен, А. (2015). Ионные жидкости в электрохимическом валоризации CO 2 . Энергетика Окружающая среда. науч. 8, 2574–2599. дои: 10.1039/C5EE01486G

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Ансари, М.Б., и Парк, С.-Э. (2012). Использование диоксида углерода как мягкого окислителя и промотора в катализе. Энергетика Окружающая среда. науч. 5, 9419–9437. дои: 10.1039/C2EE22409G

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Бартон, Э.Э., Рампулла, Д.М., и Бокарсли, А.Б. (2008). Селективное восстановление CO 2 до метанола под действием солнечной энергии с использованием катализируемой фотоэлектрохимической ячейки на основе p-GaP. Дж. Ам. хим. соц. 130, 6342–6344. дои: 10.1021/ja0776327

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Бейтс, Э. Д., Майтон, Р. Д., Нтай, И., и Дэвис, Дж. Х. (2002). CO 2 захват специальной ионной жидкостью. Дж. Ам. хим. соц. 124, 926–927. дои: 10.1021/ja017593d

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Бен-Мансур Р., Хабиб М. А., Бамиделе О. Э., Баша М., Касем Н. А. А., Пидикаккал А. и др. (2016). Захват углерода физической адсорбцией: материалы, экспериментальные исследования, численное моделирование и симуляции – обзор. Заяв. Энергия 161, 225–255. doi: 10.1016/j.apenergy.2015.10.011

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Кабако, М. И., Беснар, М., Дантен, Ю., и Коутиньо, Дж.А. П. (2011). Растворимость CO 2 в ионной жидкости 1-бутил-3-метилимидазолий-трифторацетата изучена методами спектроскопии комбинационного рассеяния и исследованиями DFT. J. Phys. хим. В 115, 3538–3550. дои: 10.1021/jp111453a

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Cao, B.B., Du, J.Y., Liu, S.Y., Zhu, X., Sun, X.J., Sun, H.T., et al. (2016). Улавливание диоксида углерода аминофункционализированными ионными жидкостями: теоретический анализ на основе DFT, подтвержденный исследованием FT-IR. RSC Adv. 6, 10462–10470. дои: 10.1039/C5RA23959A

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Чаугул, А. А., Тамболи, А. Х., и Ким, Х. (2017). Ионная жидкость как катализатор утилизации диоксида углерода с получением линейного и циклического карбоната. Топливо 200, 316–332. doi: 10.1016/j.fuel.2017.03.077

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Чен Ф.-Ф., Хуанг К., Чжоу Ю., Тянь З.-К., Чжу X., Тао Д.-Дж. и др. (2016).Мультимолярное поглощение CO 2 путем активации карбоксилатных групп в аминокислотных ионных жидкостях. Анжю. хим. Междунар. Эд. 55, 7166–7170. doi: 10.1002/anie.201602919

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Чен, Ю., Ли, К.В., и Канан, М.В. (2012). Восстановление водным CO 2 при очень низком перенапряжении на наночастицах Au, полученных из оксида. Дж. Ам. хим. соц. 134, 19969–19972 гг. дои: 10.1021/ja309317u

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Чуэ, В.C., Falter, C., Abbott, M., Scipio, D., Furler, P., Haile, S.M., et al. (2010). Высокопоточная термохимическая диссоциация CO 2 и H 2 O на солнечной энергии с использованием нестехиометрического оксида церия. Наука 330, 1797–1801. doi: 10.1126/science.1197834

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Костентен, К., Друэ, С., Роберт, М., и Саван, Ж.-М. (2012). Локальный источник протонов усиливает электровосстановление CO 2 до CO с помощью молекулярного катализатора Fe. Наука 338, 90–94. doi: 10.1126/science.1224581

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Фэн Дж., Цзэн С., Фэн Дж., Донг Х. и Чжан Х. (2018a). CO 2 Электровосстановление в ионных жидкостях: обзор. Подбородок. Дж. Хим. 36, 961–970. doi: 10.1002/cjoc.201800252

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Фэн Дж., Цзэн С., Лю Х., Фэн Дж., Гао Х., Бай Л. и др. (2018б). Взгляд на электровосстановление диоксида углерода в ионных жидкостях: активация и селективность диоксида углерода с учетом ионной микросреды. ChemSusChem 11, 3191–3197. doi: 10.1002/cssc.201801373

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Friedlingstein, P., Solomon, S., Plattner, G.-K., Knutti, R., Ciais, P., and Raupach, M.R. (2011). Долгосрочные климатические последствия вариантов двадцать первого века по смягчению последствий выбросов углекислого газа. Нац. Клим. Изменить 1, 457–461. doi: 10.1038/nclimate1302

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Джордж, Г., Бхориа, Н., АлХаллак, С., Абдала, А., и Миттал, В. (2016). Полимерные мембраны для удаления кислых газов из природного газа. сент. Очищение. Технол. 158, 333–356. doi: 10.1016/j.seppur.2015.12.033

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Goodrich, B.F., de la Fuente, J.C., Gurkan, B.E., Zadigian, D.J., Price, E.A., Huang, Y., et al. (2011). Экспериментальные измерения ионных жидкостей, функционализированных амином и связанных анионами, с диоксидом углерода. Индивидуальный инж. хим.Рез. 50, 111–118. doi: 10.1021/ie101688a

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Гуркан Б.Е., де ла Фуэнте Дж.К., Миндруп Э.М., Фике Л.Е., Гудрич Б.Ф., Прайс Э.А. и др. (2010б). Эквимолярное поглощение CO 2 анион-функционализированными ионными жидкостями. Дж. Ам. хим. соц. 132, 2116–2117. дои: 10.1021/ja

5t

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Гуркан, Б. Э., Гудрич, Б. Ф., Миндруп, Э. М., Фике, Л. Э., Massel, M., Seo, S., et al. (2010а). Молекулярный дизайн высокоемких, химически перестраиваемых ионных жидкостей с низкой вязкостью для улавливания CO 2 . J. Phys. хим. лат. 1, 3494–3499. дои: 10.1021/jz101533k

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Hollingsworth, N., Taylor, S.F.R., Galante, M.T., Jacquemin, J., Longo, C., Holt, K.B., et al. (2015). Восстановление диоксида углерода до формиата при низком перенапряжении с использованием сверхосновной ионной жидкости. Анжю.хим. Междунар. Эд. 54, 14164–14168. doi: 10.1002/anie.201507629

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Ху, Дж., Ма, Дж., Лю, Х., Цянь, К., Се, К., и Хань, Б. (2018). Двойная ионно-жидкостная система: эффективный катализатор для химической фиксации СО 2 в циклические карбонаты в мягких условиях. Зеленый хим. 20, 2990–2994. дои: 10.1039/C8GC01129J

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Хуан, Т. Н., Саймон, П., Русе Г., Женуа И., Артеро В. и Фонтекаве М.М. (2017). Пористая дендритная медь: электрокатализатор для высокоселективного восстановления CO 2 до формиата в электролите вода/ионная жидкость. Хим. науч. 8, 742–747. дои: 10.1039/C6SC03194C

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Хуан К., Чжан X. М., Сюй Ю., Ву Ю. Т., Ху Х. Б. и Сюй Ю. (2014). Протонные ионные жидкости для селективного поглощения H 2 S из CO 2 : термодинамический анализ. Айше Дж. 60, 4232–4240. doi: 10.1002/aic.14634

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Касахара С., Камио Э., Шейх А. Р., Мацуки Т. и Мацуяма Х. (2016). Влияние плотности аминогрупп функционализированных ионных жидкостей на облегченные транспортные свойства при разделении CO 2 . J. Член. науч. 503, 148–157. doi: 10.1016/j.memsci.2016.01.007

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Казарян С.Г., Бриско, Б.Дж., и Велтон, Т. (2000). Сочетание ионных жидкостей и сверхкритических жидкостей: in situ ATR-IR исследование CO 2 , растворенного в двух ионных жидкостях при высоких давлениях. Хим. коммун. 20, 2047–2048. дои: 10.1039/B005514J

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Lee, T.B., Oh, S., Gohndrone, T.R., Morales-Collazo, O., Seo, S., Brennecke, J.F., et al. (2016). CO 2 Химия ионных жидкостей на основе фенолятов. Дж.физ. хим. Б 120, 1509–1517. doi: 10.1021/acs.jpcb.5b06934

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Ли, З., Ван, К., Лю, Д., Ян, Б., Чжан, X., и Лей, Л. (2013). Электрохимическое восстановление CO 2 с помощью ионной жидкости в микробной электролизной ячейке. Электрохим. коммун. 35, 91–93. doi: 10.1016/j.elecom.2013.08.002

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Лим, Х.-К., и Ким, Х. (2017). Механизм электрохимического восстановления CO 2 на основе ионной жидкости при комнатной температуре: обзор. Молекулы 22, 536–541. doi: 10.3390/молекулы22040536

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Liu, X.M., Zhou, G.H., Zhang, S.J., and Yao, X.Q. (2009). Молекулярно-динамическое моделирование ионных жидкостей на основе имидазолия с двойной аминофункционализацией. Равновесие жидкой фазы. 284, 44–49. doi: 10.1016/j.fluid.2009.06.004

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Лю, С. Ю., Хуан, Ю., Чжао, Ю. С., Гани, Р., Чжан, С. П., и Чжан, С.Дж. (2016). Дизайн ионной жидкости и моделирование процесса обезуглероживания сланцевого газа. Индивидуальный инж. хим. Рез. 55, 5931–5944. doi: 10.1021/acs.iecr.6b00029

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Лу В., Цзя Б., Цуй Б., Чжан Ю., Яо К., Чжао Ю. и др. (2017). Эффективное фотоэлектрохимическое восстановление диоксида углерода до муравьиной кислоты: функционализированная ионная жидкость как абсорбент и электролит. Анжю. хим. Междунар. Эд. 56, 11851–11854. дои: 10.1002/ани.201703977

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Luo, X.Y., Guo, Y., Ding, F., Zhao, H.Q., Cui, G.K., Li, H.R., et al. (2014). Значительные улучшения захвата CO 2 пиридинсодержащими анион-функционализированными ионными жидкостями за счет многоцентровых кооперативных взаимодействий. Анжю. хим. Междунар. Эд. 53, 7053–7057. doi: 10.1002/anie.201400957

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Мартинес-Феррате, О., Чакон Г., Бернарди Ф., Грел Т., Брюнер П. и Дюпон Дж. (2018). Циклоприсоединение диоксида углерода к эпоксидам, катализируемое нанесенными ионными жидкостями. Катал. науч. Технол. 8, 3081–3089. дои: 10.1039/C8CY00749G

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Малдун, М.Дж., Аки, С.Н.В.К., Андерсон, Дж.Л., Диксон, Дж.К., и Бреннеке, Дж.Ф. (2007). Улучшение растворимости углекислого газа в ионных жидкостях. J. Phys. хим. В 111, 9001–9009. дои: 10.1021/jp071897q

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Мамфорд, К.А., Ву, Ю., Смит, К.Х., и Стивенс, Г.В. (2015). Обзор технологий улавливания углекислого газа на основе растворителей. Фронт. хим. науч. англ. 9, 125–141. doi: 10.1007/s11705-015-1514-6

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Niedermaier, I., Bahlmann, M., Papp, C., Kolbeck, C., Wei, W., Calderon, S.K., et al. (2014). Захват углекислого газа ионной жидкостью, функционализированной амином: фундаментальные различия в поведении на поверхности и в объеме. Дж. Ам. хим. соц. 136, 436–441.дои: 10.1021/ja410745a

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

О, Ю. и Ху, X. (2013). Органические молекулы как медиаторы и катализаторы фотокаталитического и электрокаталитического восстановления СО 2 . Хим. соц. Ред. 42, 2253–2261. дои: 10.1039/C2CS35276A

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Паломар, Дж., Гонсалес-Микель, М., Поло, А., и Родригес, Ф. (2011). Изучение физического поглощения CO 2 в ионных жидкостях методом COSMO-RS. Индивидуальный инж. хим. Рез. 50, 3452–3463. doi: 10.1021/ie101572m

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Пэн, Дж., и Дэн, Ю. (2001). Циклоприсоединение диоксида углерода к оксиду пропилена, катализируемое ионными жидкостями. New J. Chem. 25, 639–641. дои: 10.1039/B008923K

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Ребекка, С.Ф., МакКреллис, Т.С., Макстей, К., Жакемин, Дж., Хардакр, К., Мерси, М., и соавт. (2015). CO 2 улавливание во влажных и сухих сверхосновных ионных жидкостях. J Solution Chem . 44, 511–527. doi: 10.1007/s10953-015-0319-z

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Розен, Б. А., Салехи-Ходжин, А., Торсон, М. Р., Чжу, В., Уиппл, Д. Т., Кенис, П. Дж. А., и соавт. (2011). Селективное превращение CO 2 в CO при низких перенапряжениях с помощью ионной жидкости. Наука 334, 642–643. doi: 10.1126/наука

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Шао, Р., и Стангеланд, А. (2009). Амины, используемые в CO 2 Улавливание – воздействие на здоровье и окружающую среду . Осло: Фонд Беллоны.

Академия Google

Спиннер, Н.С., Вега, Дж.А., и Мастейн, В.Е. (2012). Недавний прогресс в электрохимическом преобразовании и использовании CO 2 . Катал. науч. Технол. 2, 19–28. дои: 10.1039/C1CY00314C

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Стейнрак, Х.-П., и Вассершайд, П. (2015).Ионные жидкости в катализе. Катал. Письмо . 145, 380–397. doi: 10.1007/s10562-014-1435-x

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Сан, Л., Рамеша, Г.К., Камат, П.В., и Бреннеке, Дж.Ф. (2014). Переключение хода реакции электрохимического восстановления СО 2 ионными жидкостями. Ленгмюр 30, 6302–6308. дои: 10.1021/la5009076

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Сунь, X., Чжу, Q., Канг, X., Лю, Х., Цянь, Q., Zhang, Z., et al. (2016). Молибден-висмутовые биметаллические халькогенидные нанолисты для высокоэффективного электрокаталитического восстановления диоксида углерода до метанола. Анжю. хим. Междунар. Эд . 55, 6771–6775. doi: 10.1002/anie.201603034

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Thitakamol, B., Veawab, A., and Aroonwilas, A. (2007). Воздействие на окружающую среду абсорбционной установки улавливания CO 2 для дожигания дымовых газов угольной электростанции. Междунар. J. Контроль парниковых газов 1, 318–342. doi: 10.1016/S1750-5836(07)00042-4

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Вафаизаде, М., Абуди, Дж., и Хашеми, М. М. (2015). Новая фенольная ионная жидкость для улавливания 1,5 молярного CO 2 : объединенные экспериментальные исследования и исследования методом динамического преобразования Фурье. RSC Adv. 5, 58005–58009. дои: 10.1039/C5RA09845A

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Ван, К.М., Луо, Х.М., Цзян, Д.Е., Ли, Х.Р.и Дай, С. (2010). Улавливание углекислого газа протонными ионными жидкостями, полученными из суперосновы. Анжю. хим. Междунар. Эд. 49, 5978–5981. doi: 10.1002/anie.201002641

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Ван, К.М., Луо, Х.М., Ли, Х.Р., Чжу, X., Ю, Б. и Дай, С. (2012). Настройка физико-химических свойств различных фенольных ионных жидкостей на эквимолярный захват CO 2 заместителем на анионе. Хим. Евро. J. 18, 2153–2160.doi: 10.1002/chem.201103092

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Ван, К.М., Луо, X.Y., Луо, Х.М., Цзян, Д.Е., Ли, Х.Р., и Дай, С. (2011). Настройка основности ионных жидкостей для эквимолярного захвата CO 2 . Анжю. хим. Междунар. Эд. 50, 4918–4922. doi: 10.1002/anie.201008151

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Ван Ю., Хатакеяма М., Огата К., Вакабаяси М., Джинб Ф. и Накамура С.(2015). Активация СО 2 ионной жидкостью ЭМИМ–БФ 4 в электрохимической системе: теоретическое исследование. Физ. хим. хим. физ. 17, 23521–23531. дои: 10.1039/C5CP02008E

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Уоткинс, Дж. Д., и Бокарсли, А. Б. (2014). Прямое восстановление диоксида углерода до формиата в высокогазоемких ионных жидкостях на электродах из постпереходных металлов. ChemSusChem 7, 284–290. дои: 10.1002/cssc.201300659

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Сяодин, X., и Мулин, Дж. А. (1996). Снижение выбросов CO 2 путем химической конверсии: возможные химические реакции и многообещающие продукты. Энергетическое топливо 10, 305–325. дои: 10.1021/ef9501511

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Xu, B.-H., Wang, J.-Q., Sun, J., Huang, Y., Zhang, J.-P., Zhang, X.-P., et al. (2015). Фиксация CO 2 в циклические карбонаты, катализируемая ионными жидкостями: многомасштабный подход. Зеленый хим. 17, 108–122. DOI: 10.1039/C4GC01754D

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Цзэн, С., Чжан, X., Бай, Л., Чжан, X., Ван, Х., Ван, Дж., и др. (2017). Системы улавливания CO на основе ионной жидкости 2 : структура, взаимодействие и процесс. Хим. Ред. 117, 9625–9673. doi: 10.1021/acs.chemrev.7b00072

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Цзэн, С.Дж., Ван, Дж., Бай, Л., Ван, Б.К., Гао, Х.S., Shang, D.W., et al. (2015). Высокоселективное улавливание CO 2 пиридиниевыми ионными жидкостями, функционализированными эфиром, с низкой вязкостью. Энергетическое топливо 29, 6039–6048. doi: 10.1021/acs.energyfuels.5b01274

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Zhang, X., Zhao, Y., Hu, S., Gliege, M.E., Liu, Y., Liu, R., et al. (2017). Электрохимическое восстановление диоксида углерода до муравьиной кислоты в системе ионная жидкость [EmIm][N(CN) 2 ]/вода. Электрохим.Acta 247, 281–287. doi: 10.1016/j.electacta.2017.06.112

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Zhang, X.C., Huo, F., Liu, Z.P., Wang, W.C., Shi, W., and Maginn, E.J. (2009). Абсорбция CO 2 в ионной жидкости 1-н-гексил-3-метилимидазолий трис(пентафторэтил)трифторфосфат ([hmim][FEP]): молекулярный взгляд с помощью компьютерного моделирования. J. Phys. хим. В 113, 7591–7598. дои: 10.1021/jp

3q

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Чжан Ю.Q., Zhang, S.J., Lu, X.M., Zhou, Q., Fan, W., and Zhang, X.P. (2009). Двойные аминофункционализированные фосфониевые ионные жидкости для улавливания CO 2 . Хим. Евро. J. 15, 3003–3011. doi: 10.1002/chem.200801184

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Чжао, С., Тянь, X.Z., Лю, Дж.Н., Рен, Ю.Л., и Ван, Дж.Дж. (2015). Теоретическое исследование адсорбции CO 2 , N 2 , O 2 и H 2 в ионной жидкости гептафторбутирата 1-бутил-3-метилимидазолия. Вычисл. Теор. хим. 1052, 12–16. дои: 10.1021/jp205830d

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Чжао, С.-Ф., Хорн, М., Бонд, А.М., и Чжан, Дж. (2016). Является ли катион имидазолия уникальным промотором электрокаталитического восстановления диоксида углерода? J. Phys. хим. С 120, 23989–24001. doi: 10.1021/acs.jpcc.6b08182

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Чжао Т., Ху Х., Ву Д., Ли Р., Ян Г. и Ву Ю. (2017). Прямой синтез диметилкарбоната из диоксида углерода и метанола при комнатной температуре с использованием ионной жидкости гидрокарбоната имидазолия в качестве рециркулируемого катализатора и дегидратора. ChemSusChem 10, 2046–2052. doi: 10.1002/cssc.201700128

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Чжао, Ю. С., Чжан, Х. П., Чжэнь, Ю. П., Донг, Х. Ф., Чжао, Г. Ю., Цзэн, С. Дж., и соавт. (2011). Новые растворители на основе ионных жидкостей на основе алкаминов: получение, характеристика и применение для улавливания диоксида углерода. Междунар. J. Контроль парниковых газов 5, 367–373. doi: 10.1016/j.ijggc.2010.09.010

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Чжу, Х., Lu, Y.X., Peng, CJ, Hu, J., Liu, HL, and Hu, Y. (2011). Взаимодействия галогенных связей между парами бромированных ионов и молекулами CO 2 : последствия для разработки новых и эффективных ионных жидкостей для поглощения CO 2 . J. Phys. хим. В 115, 3949–3958. дои: 10.1021/jp111194k

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Углекислый газ

Углекислый газ (CO2) используется в различных отраслях промышленности.В твердом состоянии (-78°C) двуокись углерода, также известная как сухой лед, представляет собой источник холода, который можно использовать в качестве криогенной жидкости для таких процессов, как консервация тканей, глубокая заморозка и тушение пожаров, поскольку он негорюч. Углекислый газ, выбрасываемый в атмосферу химическими и нефтегазовыми операциями, может быть уловлен и очищен для использования во многих отраслях промышленности и применениях.

Автомобилестроение

Углекислый газ входит в состав многих газовых смесей марки Scott™, включая двухкомпонентные, трехкомпонентные и многокомпонентные газовые смеси, используемые в автомобильной промышленности.Углекислый газ в азоте используется в качестве калибровочной смеси поверочного газа при испытаниях двигателей на выбросы. Они аккредитованы по стандарту ISO 17025 и соответствуют части 86.

Защита окружающей среды

Газы протокола EPA : Смеси углекислого газа производятся как газы протокола EPA торговой марки Scott™ и помогают избежать штрафов за несоблюдение требований и простоев, вызванных неточной калибровкой прибора. Предприятия по производству специальных газов Air Liquide являются зарегистрированными участниками программы проверки протокольных газов Агентства по охране окружающей среды (PGVP).Стандарты протокола подвергаются двойному анализу, и для каждого реактивного компонента выполняются два отдельных анализа, которые анализируются непосредственно в соответствии со стандартами метрологического института для определения их концентрации. Сертификаты точности (COA) прилагаются к каждому баллону.

Кроме того, двуокись углерода также предлагается как часть многокомпонентных протоколов EPA для соответствия любым спецификациям.

CEM DAILY STANDARDS™ :   Газообразные смеси двуокиси углерода, изготовленные в соответствии с CEM DAILY STANDARDS, используются в тех случаях, когда использование газов протокола EPA не требуется.Нулевая смешиваемость достигается благодаря нашей запатентованной технологии ACUBLEND™. В результате можно заказать несколько баллонов с одинаковой концентрацией, что сводит к минимуму необходимость повторной калибровки при каждой замене баллона. Эти смеси доступны в двухкомпонентной и многокомпонентной вариации.

Еда и напитки

Air Liquide поставляет углекислый газ клиентам в пищевой промышленности и производстве напитков для различных целей, включая газирование.Жидкий углекислый газ для напитков является ключевым ингредиентом газированных напитков, таких как газированные напитки, пиво и вино. Пищевая промышленность использует углекислый газ для пищевых продуктов, таких как охлаждение и замораживание, упаковка в модифицированной газовой среде и контроль температуры для продуктов, хранящихся и транспортируемых. Предприятия Air Liquide по производству двуокиси углерода, обслуживающие пищевую промышленность и производство напитков, прошли сертификацию системы безопасности пищевых продуктов 22000 (FSSC 22000), международно признанный стандарт безопасности пищевых продуктов.

Металлоконструкции

В металлообрабатывающей промышленности двуокись углерода широко используется в качестве защитного газа в процессе полуавтоматической сварки.

Нефть и газ

В разведке и добыче нефти и газа углекислый газ используется для обслуживания скважин, например, при гидроразрыве пласта, а также для повышения нефтеотдачи (EOR), например, для вытеснения смешиваемой нефти.

Исследования и промышленность

Air Liquide предлагает двуокись углерода высокой чистоты в качестве чистого специального газа трех марок.Диоксид углерода для сверхкритической хроматографии (SFC) ALPHAGAZ™ тщательно изготавливается для сведения к минимуму критических примесей, влияющих на эффективность SFC. Углекислый газ марки SFC имеет чистоту 99,995%. Диоксид углерода класса сверхкритической жидкостной экстракции (SFE) ALPHAGAZ предлагается с чистотой 99,997%, что идеально подходит для использования при экстракции компонентов. Углекислый газ марки ALPHAGAZ 1 с чистотой 99,99% разработан для других лабораторных применений.

Очистка воды

Во многих отраслях промышленности двуокись углерода используется для очистки воды, например, для снижения pH для нейтрализации потоков технологической и сточной воды.

Чистый газ двуокиси углерода
Газовые смеси двуокиси углерода

Есть ли опасность того, что закачка жидкого углекислого газа под землю может иметь такие же негативные последствия, как фрекинг?

Закачка углекислого газа глубоко под землю при определенных условиях может вызвать землетрясения, но есть способы предотвратить это.

 

21 апреля 2021 г.

Поскольку основной причиной изменения климата является слишком большое количество углекислого газа (CO 2 ) в атмосфере, одна из идей борьбы с ним состоит в том, чтобы улавливать CO 2 и хранить его под землей.В мире есть несколько операций, которые уже делают это, улавливая CO 2 с помощью химического процесса, конденсируя газ в жидкую форму, а затем закачивая его глубоко под землю. Этот процесс известен как «геологическое секвестрирование», потому что CO 2 хранится («секвестрируется») в породе.

Хотя геологическая секвестрация CO 2 еще не распространена, она аналогична более распространенному процессу в нефтегазовой промышленности: закачке сточных вод. Фрекинг, или «гидроразрыв пласта», используется для сбора нефти или природного газа, содержащихся в горных породах под землей.Для гидроразрыва бурильщики вводят смесь воды, песка и химикатов в слой породы и разбивают его на части, но часть смеси воды, песка и химикатов течет обратно в скважину. Эти сточные воды отделяются от нефти и часто закачиваются обратно под землю на другом участке.

При определенных условиях закачка этих сточных вод под землю может вызвать землетрясения. Оклахома, например, пережила всплеск землетрясений в 2010-х годах из-за большого количества сточных вод, закачиваемых под землю. 1 После закачки в подземную скважину жидкость повышает давление в окружающих горных породах и водоносных горизонтах, уменьшая трение в трещинах горных пород. Если эти колодцы находятся рядом с линией разлома, давление внутри разлома также может увеличиться, перемещаясь вокруг скал и вызывая землетрясение — точно так же, как дополнительное давление воздуха на столе для аэрохоккея может перемещаться вокруг шайбы. 2

Геологическая секвестрация — это в основном тот же процесс, что и закачка сточных вод, и она также вызвала землетрясения в нескольких местах по всему миру.

Но хотя оба эти процесса инжекции могут вызывать землетрясения и вызывают их, это не является обычным явлением. «Большая часть сточных вод закачивается, не вызывая никаких землетрясений», — говорит Брэд Хагер, профессор наук о Земле в Массачусетском технологическом институте, который занимается исследованиями техногенных землетрясений. «[Землетрясения] могут быть серьезной проблемой, но с ними можно справиться. Важным фактором, определяющим, вызывает ли закачка жидкости землетрясения или нет, является геология, в которую вы закачиваете».

Твердые породы, такие как гранит, например, твердые и хрупкие, что делает их склонными к разрушению при попадании в них жидкости.Эти породы с большей вероятностью разрушатся, чем более мягкие породы, что может вызвать землетрясения. По словам Хагера, наиболее успешные геологические операции по секвестрации закачиваются в мягкие осадочные горные породы, такие как сланец или песчаник, которые более проницаемы и могут поглощать добавленную жидкость, не разрушаясь.

Другие типы геологических образований также могут увеличить риск утечки захваченного CO 2 обратно. Эти утечки, как правило, происходят на участках, где над водоносным горизонтом, содержащим CO 2 , находится хрупкий слой породы.По мере роста давления закачиваемой жидкости слой хрупкой породы, известный как покрывающий слой, может треснуть, позволяя CO 2 просачиваться обратно в атмосферу. Также возможно, что CO 2 может просочиться в питьевые подземные воды при введении на небольшую глубину рядом с водоносным горизонтом. По словам Хагера, как землетрясения, так и утечки из-за закачки CO 2 можно контролировать, избегая участков вблизи разломов в покрывающих породах и правильно картируя участки рядом с питьевой водой.

«Я хочу прояснить, что есть риски, — говорит он, — но риски есть для всего, и риски продолжения выброса углекислого газа в атмосферу без его удаления намного перевешивают риски попадания CO 2 метро.”

 

Спасибо Барбаре Энн Уайлдер из Уилмингтона, Северная Каролина, за вопрос. Вы можете отправить свой вопрос в Ask MIT Climate здесь.

 

Подробнее Спросите MIT Climate

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка браузера на прием файлов cookie

Существует множество причин, по которым файл cookie не может быть установлен правильно.Ниже приведены наиболее распространенные причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы принять файлы cookie, или спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файл cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Попробуйте другой браузер, если вы подозреваете это.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом.Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы это исправить, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу.Предоставить доступ без файлов cookie потребует от сайта создания нового сеанса для каждой посещаемой вами страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в файле cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.