二氧化碳加氢反应

在“双碳”目标背景下，二氧化碳催化加氢合成燃料和化学品是二氧化碳资源化利用的重要途径。而烯烃是现代化学工业的基石，其中低碳烯烃（乙烯、丙烯和丁烯）是基本的化工原料，具有重要的研究意义。近日，中国科学院大连化学物理研究所研究员孙剑、研究员葛庆杰和副研究员位健团队在二氧化碳（CO2）加氢合成烯烃研究中取得系列新进展。团队分别通过构建Co–Fe合金碳化物催化剂体系和NaFeZr–MOR分子筛催化剂体系，实现了CO2催化加氢过程中低碳烯烃产物的高效合成，并揭示了该过程中催化剂活性位的动态演变历程和动态限域效应。两篇研究成果先后发表在《应用催化B：环境》上。传统的烯烃合成方法主要依赖于化石资源，而CO2催化加氢合成烯烃则是一条绿色环保的路线。铁基催化剂在CO2加氢反应中对烯烃合成具有较高的选择性，其成本低廉，但活性较低且烯烃产物分布较宽，限制了其工业应用。因此，如何设计更有效的催化CO2加氢合成烯烃的催化剂已成为该领域中的研究热点之一。本系列工作中，团队通过一系列表征手段系统阐述了Co–Fe双金属催化剂在CO2加氢过程中的动态结构演变历程，揭示了反应过程中形成的χ-(CoxFe1-x)5C2合金碳化物相是该催化剂上烯烃生成的主要活性位。该物相的形成受到催化剂前驱体中Co/Fe组成和二者亲密度的影响，其含量以及合金化程度对于烯烃的高选择性合成至关重要，并且该催化剂可在高空速条件下实现较高的烯烃时空收率。同时，团队还通过设计NaFeZr–MOR复合催化剂，发现了CO2加氢反应过程中低碳烯烃产物选择性随时间变化的现象，其本质是由催化剂中ZrO2载体和MOR分子筛的孔道对产物分子的动态限域效应引起的。而反应过程中随着分子筛孔道内轻质碳物种向重质碳物种的演化，孔道会逐步缩小。这抑制了C5+等较大烃类分子的扩散，但对低碳烃的扩散影响较小，从而提升了低碳烯烃选择性。上述工作对于设计CO2加氢高效合成烯烃催化剂提供了新思路，加深了对催化活性位结构演变和限域效应的认识。

近日，大连化物所碳资源小分子与氢能利用研究组(DNL1905组)孙剑研究员、俞佳枫副研究员团队与德国卡尔斯鲁厄理工学院Grunwaldt教授合作，利用双喷嘴火焰喷射裂解法(DFSP)对经典的铜—锌—锆三元催化材料结构进行精细调控，通过多种原位表征手段揭示了氧化锌在二氧化碳加氢制甲醇反应体系下的结构敏感性。此外，合作团队还利用锌锆组分间的相互作用，制备了原子级分散的氧化锌，并证明了其是提高铜基催化剂反应性能的关键。Cu/ZnO是经济高效的二氧化碳加氢制甲醇的催化剂之一，ZnO在该体系中的作用机理是长期以来的研究热点。然而，ZnO结构容易在反应过程中发生动态变化，目前研究仅基于不同的反应气氛和催化体系建立ZnO结构的研究模型，但难以获得真实反应条件下Zn物种精细的局部配位结构及其关键催化作用的有效信息。因此，需要利用原位表征技术，在反应过程中实时监测Zn物种结构的动态演变过程，才能得到具有指导意义的构效关系。 　　孙剑团队在前期单喷嘴火焰喷射法(FSP)制备多种高效催化剂策略的基础上(Chem. Sci.，2017；Chem. Commun.，2021；Nat. Commun.，2021；J. Am. Chem. Soc.，2022)，利用升级的双喷嘴技术对于铜—锌—锆三元催化剂各组分间相互作用的程度进行了精细调控，在不改变铜和氧化锆结构性质的前提下得到了三种不同的锌物种；通过原位X射线吸收光谱技术对锌原子的局部配位结构和高压反应条件下锌物种的动态演变机理进行了深入探究；分别借助高压和常压红外漫反射技术考察了不同锌物种对反应中间体的吸附和转化的影响。研究发现，将锌锆前驱体和铜前驱体分开在不同的喷嘴中，可以明显增强锌和锆组分间的相互作用，在反应条件的诱导下，ZnO发生再分散，进而在氧化锆表面形成了原子级分散的锌物种。此类锌物种与铜之间形成了高活性界面，可抑制中间体分解为副产物一氧化碳，降低氢活化的能垒，明显超越常规铜/氧化锌界面和孤立的氧化锌位点的催化性能，有效提高了甲醇选择性和收率。此项工作将为合理设计和精准调控多组分催化体系中的活性物种提供新思路。 　　相关成果以“Probing the Nature of Zinc in Copper-Zinc-Zirconium Catalysts by Operando Spectroscopies for CO2 Hydrogenation to Methanol”为题，于近日发表在《德国应用化学》(Angew. Chem. Int. Ed.)上。该文章的第一作者是我所DNL1905组博士研究生杨蒙。该工作得到国家自然科学基金、辽宁省兴辽英才计划等项目的支持。

style type=" text/css" .TRS_Editor P{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor DIV{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor TD{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor TH{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor SPAN{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor FONT{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor UL{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor LI{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor A{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt } /style style type=" text/css" .TRS_Editor P{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor DIV{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor TD{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor TH{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor SPAN{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor FONT{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor UL{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor LI{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor A{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt } /style p 　　近日，中国科学院大连化学物理研究所航天与新材料研究室研究员黄延强、副研究员杨小峰，与大连理工大学副教授王新葵合作，在二氧化碳加氢合成甲酸研究中取得新进展，相关研究成果在线发表在 em Nature Communications /em 上。 /p p 　　CO sub 2 /sub 加氢合成甲酸是一个原子经济性反应，生成的甲酸是重要的化工原料，并可作为理想的液态储氢材料。CO sub 2 /sub 分子中的碳原子处于最高价态且化学性质相对惰性，对其进行有效活化是实现CO sub 2 /sub 高效转化的关键。该团队设计了一种席夫碱修饰的纳米金催化剂，利用席夫碱基团中的氮中心与CO sub 2 /sub 发生弱相互作用生成氨基甲酸盐两性离子，并进一步在纳米金催化剂上发生加氢反应生成甲酸。实验结果表明，不同于传统多相催化剂的碳酸氢盐加氢路径，气相CO sub 2 /sub 能够直接在席夫碱修饰的金催化剂上加氢转化为甲酸，在90 sup o /sup C、8.0MPa反应条件下，生成甲酸的转化数可达14,470（12h）。席夫碱与CO sub 2 /sub 这种弱的相互作用模式为CO sub 2 /sub 的低温活化提供了新途径。 /p p 　　研究工作得到了国家重点研发计划，中国科学院先导计划以及国家自然科学基金的资助。 /p p br/ /p p style=" text-align:center " img alt=" " oldsrc=" W020171113589131027563.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/uepic/27f7ca75-2c98-4012-86e7-cd4ab63123e4.jpg" uploadpic=" W020171113589131027563.jpg" / /p p style=" text-align: center " 大连化物所二氧化碳加氢合成甲酸研究取得新进展 /p

近日，中国石油和化学工业联合会组织专家，在上海召开由中国科学院大连化学物理研究所和珠海市福沺能源科技有限公司联合开发的“1000吨/年二氧化碳加氢制汽油中试技术”科技成果评价会，评价专家组一致认为该技术成果属世界首创，整体技术处于国际领先水平，开辟了二氧化碳综合资源化利用的新路径。该技术中试装置已在山东邹城工业园区开车成功，可生产出符合国VI标准的清洁汽油产品。大连化物所孙剑研究员在会上代表研究团队作了工作研究报告及查新报告，详细介绍了二氧化碳加氢制汽油中试技术的研发历程。他介绍，二氧化碳加氢转化制液体燃料和化学品，不仅可实现温室气体二氧化碳的资源化利用，还有利于可再生能源的储运，同时也为解决国家能源安全问题、实现“双碳”目标等提供新策略。但是，二氧化碳的活化与选择性转化极具挑战。国内外技术路线多集中于合成低碳化合物，若能利用该过程选择性生产高附加值、高能量密度的烃类燃料，将为推进清洁低碳的能源革命提供全新路线。该工作得到了中科院A类先导专项“变革性洁净能源关键技术与示范”、国家自然科学基金、兴辽英才等项目资助。目前，该团队已形成具有自主知识产权的二氧化碳加氢制汽油生产成套技术，为后续万吨级工业装置的运行提供了有力支撑。由大连化物所碳资源小分子与氢能利用创新特区研究组（DNL19T3组）孙剑、葛庆杰和位健等人组成的研究团队于2017年开发了二氧化碳加氢制汽油技术，研究成果发表在《自然-通讯》（Nature Communications）上，并被《自然》（Nature）杂志选为研究亮点。该技术历经实验室小试、百克级单管评价试验、催化剂吨级放大制备、中试工艺包设计等过程，于2020年在山东邹城工业园区建设完成了千吨级中试装置。装置累计完成各项投资四千余万元，并陆续实现了投料试车、正式运行以及工业侧线数据优化，于2021年10月正式通过了由中国石油和化学工业联合会组织的连续72小时现场考核。经连续 72 小时现场考核表明：循环比 2-4，二氧化碳转化率 85.1%，汽油选择性 76.1%，二氧化碳单耗 4.3 吨，氢气单耗 0.59 吨，汽油产品辛烷值、异构烷烃和芳烃含量达到国 VI 标准。评价专家组最后一致认为该技术成果属世界首创，整体技术处于国际领先水平，开辟了二氧化碳综合资源化利用的新路径。取得了如下主要创新成果：(1) 创制了 Na-Fe3O4/HZSM-5 复合催化剂，通过多活性位点协同耦合应用于一步法二氧化碳加氢制汽油的工艺，实现了汽油的高收率合成，催化剂制备简单，易于实现工业化生产； (2) 研制了高效等温固定床二氧化碳加氢反应器，通过导热油同向换热和尾气循环的集成应用，可大幅提升二氧化碳转化率和汽油选择性，满足了节能减碳的生产要求； (3) 开发了二氧化碳加氢制汽油新工艺，可在温和条件下生产以高辛烷值异构烷烃和芳烃为主要成分的国 VI 标准汽油。中国石油和化学工业联合会科技项目处赵明处长总结发言中指出，石化联合会科技部近年来一直关注碳减排技术的开发，未来也将继续在全行业内开展绿色低碳先进适用技术的推广和应用。

乘风“碳中和”|变“废”为宝---二氧化碳还原反应产物分析方案王健二氧化碳Carbon Dioxide如何有效利用二氧化碳，使之转化为可利用的资源，是科技工作者研究的重要目标。其中二氧化碳的电催化、光催化、加氢还原等反应成为目前基础研究的热点，反应产物包括H2、O2、CO、C1-C4烃类、有机醇、酸、醛等，浓度范围随着反应机理不同变化比较大。气相色谱主要分析H2、O2、CO、CH4、C2-C4烃类，有机醇类。为了满足科研工作者的分析需求，赛默飞定制化气相色谱仪针对不同的反应流程，提供了多种解决方案。赛默飞定制化气相色谱仪应用于电催化反应装置赛默飞定制化气相色谱仪应用于光催化反应装置赛默飞定制化气相用于加氢催化反应装置 方案一 ：单分流进样口，二阀三柱，单TCD，双FID及甲烷转化器，三检测器方案。 反应特点：CO2电催化还原反应，原料气体为CO2，反应气体正压流动，可以采用阀进样方式与反应装置连接。主要产物包括：H2、CO、CH4、C2-C4烃类。其中H2检出限在5ppm以下，CO检出限1ppm以下，CH4等烃类检出限在1ppm以下。 方案特点：三检测器彼此独立，检测灵敏度高，可以检测到C4以上烃类，适合组分比较复杂的样品。 色谱图： 方案二 ：三阀三柱，TCD与FID串联及甲烷转化器，双检测器方案。 反应特点：CO2电催化还原反应，原料气体为CO2，反应气体正压流动，可以采用阀进样方式与反应装置连接。主要产物包括：H2、O2、N2、CO、CH4、C2H6、C2H4、C2H2，其中H2检出限在10ppm以下，O2、N2检出限在0.1%以下，CO检出限1ppm以下，CH4、C2检出限在1ppm以下。 方案特点：流路结构紧凑，同时分析包含C2的所有烃类组分和永久性气体，性价比高。如果样品量较少，可增加一个进样口实现注射器进样。 色谱图： 方案三 ：双分流进样口，三阀三柱，单TCD，双FID及甲烷转化器，三检测器方案。 反应特点：CO2光催化还原反应，反应装置保持真空负压，装置自带缓冲阀。反应产物包括：H2、O2、N2、CH4、CO及C2-C4烃类。为了满足用户多种进样方式需求，此方案设计了包括正压自动阀进样功能、手动注射进样功能、和负压手动阀进样功能。 方案特点：三通道同时分析，除常规的H2、O2、N2、CH4、CO外，毛细柱通道可根据需要分析更高烃类和有机醇、酸类。进样方式灵活，可以满足正压进样、负压进样和手动注射进样多种方式。 色谱图： 方案四 ：四阀四柱，单TCD，单FID，双检测器方案 反应特点：二氧化碳加氢还原反应，用于评价不同催化剂反应活性。原料气为CO2、H2，主要产物包括H2、O2、N2、CO、CO2、C1-C5烃类、醇类及苯系物，有机产物组成比较复杂。系统保持正压流动状态，可阀进样。 方案特点：双通道，通道1完成常规永久性气体分析，包括H2（可扩展）、O2、N2、CO，CO2。通道2完成烃类和醇类分析。系统流路紧凑，可实现无机气体、醇类、苯系物、烃类同时分析，性价比高。 色谱图： 结语：二氧化碳还原反应是当前的科研热点，分析需求大，不同的反应路线，产物和装置特点不同，同时用户对于仪器设备成本也有不同的要求。赛默飞定制化气相色谱仪可以根据用户不同分析需求，有针对性的做出多种配置方案，灵活多变，可靠耐用，是科研工作者可以信赖的分析伙伴。

近日，中国科学院院士、中科院大连化学物理研究所纳米与界面催化研究组研究员包信和与研究员汪国雄、高敦峰团队，在二氧化碳/一氧化碳电解制备燃料和化学品研究中取得新进展。该研究揭示了碱性膜电解器中二氧化碳/一氧化碳电催化还原反应覆盖度驱动的选择性变化机制，并组装出千瓦级电堆，为二氧化碳/一氧化碳电解的实际应用提供了参考。 　　二氧化碳电解反应利用可再生能源产生的电能将二氧化碳转化为高附加值燃料和化学品，是近年来快速发展、颇具应用前景的负碳技术。乙烯、乙酸和乙醇等多碳产物具有较高的能量密度和市场需求，是理想的电解产物。然而，在工业级电流密度下高选择性生成多碳产物仍存在挑战。 　　本工作基于钢铁工业排放出大量的二氧化碳/一氧化碳混合废气这一现状，通过改变进料气组成来调变碱性膜电解器阴极氧化铜催化剂的微环境，实现了在工业级电流密度下高效二氧化碳/一氧化碳电解制备多碳产物。随着进料气中一氧化碳压力的增加，电解主产物逐渐由乙烯转变为乙酸，且电流密度显著增加。在0.6 MPa CO条件下，乙酸法拉第效率为48%，总电流密度达到3 A cm-2。机理研究表明，产物选择性变化受到*CO覆盖度和局部pH值影响，低*CO覆盖度时优先生成乙烯，高*CO覆盖度和高局部pH值利于乙酸的形成。在优化的电解条件下，多碳产物的法拉第效率和分电流密度分别达到90.0%和3.1 A cm-2，对应于100.0%碳选择性和75.0%收率，优于热催化CO加氢反应。为进一步验证电解过程的可行性，该团队组装了4节100 cm2的碱性膜电堆，其电解功率最高达到2.85 kW，在总电流为150 A时，乙烯的生成速率为457.5 mL min-1；在总电流为250 A时，乙酸的生成速率为2.97 g min-1。该研究不仅为单一多碳产物的定向生成提供了重要参考，而且为二氧化碳/一氧化碳电解从实验室走向实际应用奠定了技术基础。 　　相关研究成果以Coverage-driven selectivity switch from ethylene to acetate in high-rate CO2/CO electrolysis为题，发表在《自然-纳米技术》(Nature Nanotechnology)上。研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、中科院战略性先导科技专项(A类)“变革性洁净能源关键技术与示范”等的支持。大连化物所揭示高效二氧化碳/一氧化碳电解反应的选择性变化机制

p & nbsp & nbsp 中国科技大学曾杰教授课题组，对钴基催化剂在二氧化碳加氢反应中的活性物相研究取得重要进展。他们将氮原子引入到钴催化剂中，构筑出氮化钴催化剂，通过原位机理研究发现，钴氮氢是该催化过程中真正的活性物相，是它大幅提高了催化效率。该研究成果近日在线发表在《自然—能源》杂志上。 br/ /p p 　　开发可再生能源、提高能源利用效率是当今世界的重大课题。二氧化碳加氢反应是低碳化学中的重要反应，一方面可以合成化工原料，缓解二氧化碳排放压力，实现碳能源的循环利用 另一方面可以合成甲醇，实现氢资源的储存和利用。 /p p 　　由于二氧化碳的化学惰性，二氧化碳加氢反应需要在高温高压条件下实现，转化工艺中存在能耗过大的问题。在过去几十年里，人们开发出一系列不同策略以提高非贵金属催化剂对二氧化碳加氢反应的活性。但迄今为止，对非贵金属催化剂在二氧化碳加氢反应中的活性物相研究仍处于起步阶段。 /p p 　　曾杰课题组将氮原子引入到钴催化剂中，形成氮化钴催化剂。在二氧化碳加氢催化中，氮化钴催化剂在32个大气压和150摄氏度的条件下，转换频率为同等条件下钴催化剂的64倍。进一步研究表明，在氢气氛围下，氮化钴催化剂上的氮原子会吸附结合氢原子形成钴氮氢这样一种特殊的物相。钴氮氢中的氨基氢原子直接加到二氧化碳分子上，形成甲酸根物种作为中间产物，从而大幅提升二氧化碳加氢反应的活性。 /p p 　　该研究为优化非贵金属催化剂对二氧化碳加氢反应的活性提供了一种简单有效的方式，为今后寻找更廉价、高效的二氧化碳加氢催化剂提供了新思路，对解决能源和环境问题具有积极意义。 /p p br/ /p

记者16日从江南大学获悉，该校化学与材料工程学院刘小浩教授团队创新性地采用结构封装法，构筑了纳米“蓄水”膜反应器，在国际上首次实现了二氧化碳在温和条件下一步近100%转化为乙醇。相关研究成果发表于《美国化学会催化》。江南大学供图近年来，科学家已经开发了多种途径将二氧化碳转化为乙醇，比如光催化、电催化以及间歇釜热催化。相较于上述技术途径，在连续流固定床反应器中，由于便捷的物质流和能量流管理，更容易实现工业应用。但目前的技术无法实现可控精准增碳定向生成乙醇，易产生大量低价值的副产物。江南大学供图该科研团队构筑的纳米“蓄水”膜反应器，合成的催化剂结构类似于一个胶囊，内部封装了二氧化铈载体分散的双钯催化剂。刘小浩介绍，胶囊的壳层具有高选择性，疏水修饰后，保证内部生成的水富集而产物乙醇可以溢出。其中的水环境可以稳定双钯活性位点，该催化剂能够实现温和条件下（3MPa，240℃）二氧化碳近100%选择性高效稳定转化为乙醇。值得一提的是，这项研究构筑的双钯活性位点具有独特的几何和电子结构，可实现二氧化碳加氢定向生成单一高价值产物乙醇。“催化剂合成工艺和催化反应路线简单，有大规模工业化应用前景。”刘小浩表示。

p 　　最新一期国际学术期刊《自然· 纳米技术》的封面文章，介绍了来自中国的重要成果：新型催化剂可把二氧化碳这一温室气体高效转化为清洁液体燃料——甲醇。该成果由中国科学技术大学曾杰教授研究团队完成。 /p p 　　二氧化碳是当今最主要的温室气体，也是一种“碳源”，如果能借助科技手段将其“变废为宝”，不仅能缓解碳排放引发的温室效应，还将成为理想的能源补充形式。 /p p 　　据介绍，在这种新型催化剂中，铂以原子级别分散在载体表面，从而实现了最大化的贵金属原子利用率，有效降低了材料成本。实用化贵金属催化剂的负载量一般在5%以上，然而，过去的制备手段合成的单原子催化剂负载量很低，整体催化效率不高。该项工作中，科研人员将其负载量提高到7.5%，大大加快了单原子催化剂从实验室走向工业界的进程。 /p p 　　科研人员还发现，在二氧化碳加氢制甲醇的反应中，两个近邻铂原子的催化活性远高于两个孤立的铂原子的活性之和。针对这种“1+1& gt 2”的现象，他们创造性地提出了“单中心近邻原子协同催化”这一新概念，颠覆了人们对单原子之间互不干扰的传统认识。 /p p br/ /p

为了应对全球气候变化和环境问题，越来越多的国家将“碳中和”上升为国家战略。负碳技术通过捕集、贮存和利用二氧化碳以此抵消难减排的碳排放而成为了实现碳中和的重要途径，其中近年来快速发展、极具应用前景的二氧化碳电解技术受到广泛关注。研究人员正在进行二氧化碳／一氧化碳电解性能测试近日，中国科学院大连化学物理研究所（以下简称“大连化物所”）包信和院士、研究员汪国雄、研究员高敦峰团队在二氧化碳/一氧化碳电解制备燃料和化学品研究中取得新进展。团队揭示了碱性膜电解器中二氧化碳/一氧化碳电催化还原反应覆盖度驱动的选择性变化机制，并组装出千瓦级电堆，其电解性能是目前文献报道最高值。该成果可以实现钢厂尾气或者化工尾气的高值化利用，为二氧化碳/一氧化碳电解技术从实验室到实际应用提供了技术基础。相关成果发表在国际顶级学术期刊《自然—纳米技术》上。通过利用可再生能源产生的电能，二氧化碳电解反应可以将二氧化碳转化为高附加值燃料和化学品。乙烯、乙酸和乙醇等多碳产物具有较高的能量密度和市场需求，是理想的电解产物。然而，在工业级电流密度下高选择性生成多碳产物仍然存在很大挑战。本工作中，团队基于钢铁工业排放出大量的二氧化碳/一氧化碳混合尾气这一现状，通过改变进料气组成来调变碱性膜电解器阴极氧化铜催化剂的微环境，实现了在工业级电流密度下高效二氧化碳/一氧化碳电解制备多碳产物。随着进料气中一氧化碳压力的增加，电解主产物逐渐由乙烯转变为乙酸，且电流密度显著增加。为进一步验证电解过程的可行性，团队组装了4节100 cm2的碱性膜电堆，其电解功率最高达到2.85 kW，在总电流为150 A时，乙烯的生成速率为457.5 mL min?1；在总电流为250 A时，乙酸的生成速率为2.97 g min?1。团队研制的碱性膜电解器和电堆“团队在电化学器件上进行了创新，研制了高性能碱性膜电解器件来电解二氧化碳/一氧化碳。”汪国雄介绍，“同时，我们通过改变反应气中一氧化碳分压来调控电极催化剂微环境，揭示了反应覆盖度驱动的选择性转变机制。”该项研究不仅为单一多碳产物的定向生成提供了重要参考，而且为二氧化碳/一氧化碳电解从实验室走向实际应用提供了技术基础。提及下一步研究方向，汪国雄说：“我们将进一步开展放大研究，研制大规模的碱性膜电堆和系统，提高在实际工况下的稳定性，实现在工业领域的示范运行。”

物美价廉，可用于电池及人造树研制 一种新的聚合物被证明适于去除大气中的二氧化碳 　　美国加利福尼亚州的研究人员生产出一种能够从空气中去除大量二氧化碳气体的廉价塑料制品。沿着这条路，这种新材料将能够用于大型电池的研制，甚至在避免灾难性气候变化的尝试中，成为旨在降低大气二氧化碳浓度的“人造树木”的主要成分。 　　这些长期目标一直吸引着由洛杉矶市南加利福尼亚大学(USC)的化学家George Olah领导的研究团队。作为1994年诺贝尔化学奖得主，Olah一直设想未来社会主要依赖由甲醇(一种简单的液体酒精)制成的燃料。随着容易开采的化石燃料在未来几十年变得愈发稀缺，他提出，人们可以贮存大气中的二氧化碳，并将其与从水中分离的氢相结合，从而形成一种具有广泛用途的甲醇燃料。 　　Olah和他的同事还在研制一种廉价铁基电池，这种电池能够储存由可再生能源产生的额外电力，并在需求高峰时输入电网。在运行时，铁电池会从空气中攫取氧。但即便只有微量的二氧化碳加入反应也将使电池报废。最近几年，研究人员开发出一些很好的二氧化碳吸收装置，它们由名为沸石的多孔固体与金属有机骨架构成。但是这些吸收装置价格昂贵。因此Olah和他的同事着手寻找一种成本更低的替代方法。 　　研究人员转而求助聚乙烯亚胺(PEI)，这是一种廉价的聚合物，同时也是一种像样的二氧化碳吸收器。但它只能在表面俘获二氧化碳。为了增大PEI的表面积，USC的研究团队将这种聚合物溶解于一种甲醇溶剂中，并将其铺在一堆煅制二氧化硅的上面，后者是一种工业生产的、由玻璃熔解的小滴制成的廉价多孔固体。当溶剂蒸发后，留下的固体PEI便具有很大的表面积。 　　当研究人员对新材料的二氧化碳吸收能力进行测试时，他们发现，每克该物质在潮湿的空气中——类似于目前大多数的环境条件——平均可吸收1.72毫微摩尔的二氧化碳。这已经远远超过近期由氨基硅制成的另一个竞争对手1.44毫微摩尔每克的吸收值，并且在迄今进行的二氧化碳吸收能力测试中处于最高水平。研究小组在日前出版的《美国化学会志》中报告了这一研究成果。 　　如果二氧化碳处于饱和状态，这种PEI-二氧化硅合成物也很容易再生。当聚合物被加热至85摄氏度后，二氧化碳便会飘离。而其他常用固体二氧化碳吸收器则必须加热超过800摄氏度才能够赶走二氧化碳。 　　哥伦比亚大学的二氧化碳空气捕获专家Klaus Lackner表示：“这很有趣。它能够在低温下工作真太好了。”研究团队成员之一、USC的化学家Surya Prakash认为，这使它除了保护电池之外还能够用来抓住空气中的二氧化碳。这种聚合物可用于建造旨在减少大气中二氧化碳浓度的人造树大农场，以及防止气候变化的最严重破坏。但前提是世界各国愿意花费数不清的资金来控制大气中的二氧化碳。 　　由于这种聚合物会在高温下降解，因此意味着它不可能用于吸收来自工厂烟囱或汽车排气管中的二氧化碳——那里的二氧化碳通常浓度很高且温度也很高。为了克服这一瓶颈，Prakash说，USC的研究团队如今正在研制高表面积且更耐热的PEI。

（1）国家标准 《温室气体 二氧化碳测量 离轴积分腔输出光谱法》（GB/T 34286-2017）由气象部门提出，规定了使用离轴积分腔输出光谱法测量环境大气温室气体二氧化碳浓度的方法，适用于开展温室气体二氧化碳浓度的测量，在非污染大气下，其测量精度应小于0.1×10-6mol/mol。 《气相色谱法本底大气二氧化碳和甲烷浓度在线观测方法》（GB/T 31705-2015）由气象部门提出，规定了本底大气二氧化碳浓度气相色谱在线观测方法。 《气体中一氧化碳、二氧化碳和碳氢化合物的测定 气相色谱法》（GB/T 8984-2008）由中国石油和化学工业协会提出，规定了气体中二氧化碳的气相色谱测定方法，适用于氢、氧、氦、氖、氩、氪和氙等气体中一氧化碳、二氧化碳和甲烷的分项测定，以及一氧化碳、二氧化碳和碳氢化合物的总量（总碳）测定。 《固定污染源排气汇总颗粒物测定与气态污染物采样方法》（GB/T 16157-1996）由环境保护部门提出，规定了使用奥氏气体分析仪法测定固定污染源排气中二氧化碳的方法，其原理为用不同的吸收液分别对排气中的二氧化碳进行吸收，根据吸收前、后排气体积的变化，计算出该成分在排气中所占的体积分数。（2）行业标准 《温室气体 二氧化碳和甲烷观测规范 离轴积分腔输出光谱法》（QX/T 429-2018）是气象行业标准，除规定了利用离轴积分腔输出光谱法观测二氧化碳方法外，还对观测系统、安装要求、检漏与测试要求、运行和维护要求、溯源及数据处理要求等做了规定，适用于温室气体二氧化碳离轴积分腔输出光谱法的在线观测和资料处理分析。 《固定污染源废气 二氧化碳的测定 非分散红外吸收法》（HJ 870-2017）是国家环境保护标准，规定了测定固定污染源废气中二氧化碳的非分散红外吸收法，适用于固定污染源废气中二氧化碳的测定，方法检出限为0.03%（0.6g/m3），测定下限为0.12%（2.4g/m3）。 《环境空气 无机有害气体的应急监测 便携式傅里叶红外仪法》（HJ 920-2017）是国家环境保护标准，规定了测定环境空气中无机有害气体的便携式傅里叶红外仪法，为定性半定量方法，适用于环境空气中二氧化碳的现场应急监测，以及筛选、普查等先期调查工作，方法检出限1mg/m3，测定下限4mg/m3。 《沼气中甲烷和二氧化碳的测定 气相色谱法》（NY/T 1700-2009）是农业行业标准，规定了沼气中二氧化碳的气相色谱实验方法，适用于沼气中二氧化碳的测定。 《本底大气二氧化碳浓度瓶采样测定方法-非色散红外法》（QX/T 67-2007）是气象行业标准，规定了本底大气中二氧化碳浓度的非色散红外测定方法，适用于本底大气瓶采样样品二氧化碳浓度的测定。 《工作场所空气有毒物质测定 第37部分 一氧化碳和二氧化碳》（GBZ/T 300.37-2017）为国家职业卫生标准，规定了工作场所空气中二氧化碳的不分光红外线气体分析仪法，适用于工作场所空气中二氧化碳浓度的检测，方法检出限为0.001%。 综上，我国气象、生态环境、农业、职业卫生及石化工业等部门均提出了二氧化碳测量方法标准，涉及到的方法原理有离轴积分腔输出光谱法、非分散（不分光、非色散）红外光谱法、傅里叶红外光谱法、气相色谱法及奥氏气体分析仪法等。这些方法根据原理、采样方式、样品基质及特性不同，适用于各类应用场景。 其中农业、职业卫生及石化工业的二氧化碳测量方法主要是为了解决产品组分、职业防护等特定领域问题，从温室气体测量角度出发，在环境大气方面，气象部门提出了较为完善的测量方法体系，以离轴积分腔输出光谱法（GB/T 34286-2017和QX/T 429-2018）和气相色谱法（GB/T 31705-2015）为主，生态环境部门提出的便携式傅里叶红外仪法（HJ920-2017）仅适用于应急监测；在污染源废气方面，生态环境部门提出了非分散红外法（HJ870-2017），而奥氏气体分析仪法（GB/T 16157-1996），由于测试精度以及现场工作便利性的原因，在实际工作中应用不多。 在温室气体（二氧化碳）测量领域，与环境大气二氧化碳测量方法体系相比，污染源废气仅有一个手工测量方法，无在线监测技术规范，而“碳源监测”是实现碳中和的重要保障。国际上对于温室气体排放测算有“排放因子法”与“直接测量法”两种方法，直接测量法在精确度上优势较为明显，也是排放因子法中“排放因子”的基础来源。下一步，可以现有方法标准为依托，进一步优化完善方法体系，构建二氧化碳以及其他温室气体源、汇观测网络，为碳达峰、碳中和提供有效测量支撑与保障。

内蒙古大学科研团队经过不懈努力，在探索新型电催化二氧化碳还原材料领域取得重要突破。相关成果近日在线发表于国际能源类期刊《先进能源材料》。在“碳中和”的国际大背景下，设计具有高活性和选择性的二氧化碳电还原催化剂具有重要的现实意义和应用前景。当前，金、银、铜、铂等贵金属及其相关材料仍然是人们探索二氧化碳还原电催化剂的热点。然而，贵金属催化剂具有催化活性低、产物选择性差以及析氢效率高等问题。内蒙古大学物理科学与技术学院赵忠龙副教授带领团队，利用第一性原理计算模拟，首次提出了双金属单层电催化剂表面的“双位泛函”机制。该机制能够有效地抑制析氢副反应，并提升将二氧化碳电还原为甲酸产物的活性和选择性。然而，通过实验合成具有超薄壳层的双金属电极，仍然是一个挑战。鉴于此，此次研究利用第一性原理计算模拟方法，首次提出过渡金属碳化物和氮化物可以作为贵金属单层的衬底。在保留“双位泛函”的基础上，这种衬底能够显著提升催化剂的电化学稳定性。实验表明，碳化物和氮化物支撑贵金属单层以及单层团簇催化剂中存在氢—衬底反键相互作用。这种相互作用能够打破吸附氢与二氧化碳还原中间物之间的能量线性关系。此外，研究团队还通过理论模拟预测了一系列具有较高甲酸、甲醇和乙烯等碳氢化合物产物选择性的新型电催化剂，为提升电化学二氧化碳还原性能提供了新思路。

近日，中国科学院大连化学物理研究所研究员肖建平团队和南京大学研究员钟苗团队合作，在二氧化碳转化研究方面取得新进展。团队通过合金化策略增加了电化学还原CO2反应中关键中间体的不对称吸附从而改善C-C耦合活性，最终实现C2+产物法拉第效率达91±2%，其中乙烯为73±2%。相关成果发表在《自然-通讯》上。二氧化碳是一种重要的温室气体，对气候变化的负面影响不容忽视。电化学还原CO2制备高附加值化学品或燃料，是解决环境和能源可持续性问题的一种前景方法。但CO2利用效率和还原选择性控制仍然具有挑战性。本工作中，肖建平团队基于自主开发的图论和反应相图分析算法，根据全局能量最优准则筛选出活性曲线顶点的CuZn合金催化剂，并预测其具有增加C2+产物选择性的潜力。实验制备的纳米多孔Cu0.9Zn0.1高选择性催化剂在弱酸性（pH=4）电解质中C2+单程产率为31±2%，CO2单程利用率超过80%。该催化剂提供了丰富的CuZnZn和CuZnCu位点，具有不对称的CO吸附能，对于提高CO2的电催化转化至关重要。研究发现，CO在锌上的吸附比铜弱，将CuZn合金化可使表面二元位点具备不对称的CO吸附能力，从而提高C-C偶联反应活性，有效促进了CO2到C2+的还原。

酶生产流程中的关键测量酶产生于发酵这一生物工艺流程。发酵过程中的精确监测至关重要，首先要做的就是测量发酵液的 pH 值、温度、氧气溶解量和二氧化碳浓度。在废气中测量氧气和二氧化碳的浓度。气体温度通常为 25 °C-30 °C，相对湿度约为 100%。由于人们需要用氨来控制发酵液的 pH 值，废气中也可能含有氨。通过持续监测 CO2 掌控工艺流程此外，还要测量吹入发酵罐的新鲜空气的湿度。环境如此苛刻，需要可靠的测量仪表。监测酶生产流程中的 CO2 浓度，以获得该流程状态。CO2 浓度是霉菌或细菌新陈代谢活动的指标，将用于控制在生产流程中补充营养的节奏。浓度是否恰当取决于微生物菌株和发酵工艺流程本身，因此，人们需要积累经验才能掌握补充营养的时机。要保持发酵过程顺利进行，就必须确保向生物反应器罐提供足够的新鲜空气。通常，废气是在辅助线路测量，这样可以去除废气中的泡沫或多余水汽等干扰因素。酶生产流程中的二氧化碳浓度通常为 0-5%，而在特殊情况下，经过测量，浓度甚至高达 10%。在霉菌发生反应的发酵过程中，二氧化碳浓度通常约为 1% 或 2%。废气中的氧气浓度也取决于新陈代谢。通常，在新陈代谢中消耗的 O2 和这一过程中产生的 CO2 一样多。CO2 的释放量与 O2 的消耗量之比为呼吸商 (RQ)。针对湿度和二氧化碳浓度的可靠测量能够精简发酵工艺流程使用维萨拉湿度仪表可以对吹入生物反应器的新鲜空气的湿度进行可靠测量。可以使用维萨拉 CARBOCAP® 二氧化碳探头 GMP251 监测二氧化碳浓度。维萨拉仪表准确可靠，无需过多的维护，有助于大大缩短发酵过程中的停机时间。❖ CO₂ 探头 GMP251用于生命科学培养箱、冷库设施和要求苛刻的应用中的百分比级别二氧化碳测量维萨拉 CARBOCAP® 二氧化碳探头 GMP251 是一款智能、独立的百分比级别探头，用于测量生命科学培养箱、冷库设施、果蔬运输和要求苛刻的应用中的 CO2，以上领域均需要稳定和精确地测量百分比级别的 CO2。工作温度范围为 -40 到 +60 °C 并且测量范围为 0 至 20% 的 CO2。GMP251 基于维萨拉第二代 CARBOCAP® 技术，性能稳定。它使用一种红外 (IR) 光源来代替传统的白炽灯泡光源，这延长了 GMP251 的使用寿命。它具有 CO2测量的全温度和压力补偿 – 用于补偿目的的集成温度测量。给传感器探头加热以防止冷凝。通过 RS-485 的数字输出：Modbus 与维萨拉工业协议。产品中均配有校准证书。

《每日科学》网站7月25日报道称，美国劳伦斯-利弗莫尔国家实验室的研究人员利用离子液体作为二氧化碳吸收剂，开发出一种更清洁、稳定和高效的捕获二氧化碳新方法。该研究成果刊登在最新一期的《化学与可持续性、能源与材料》(ChemSusChem)杂志上。 　　随着全球气候变暖的加剧，各国都在致力于减少燃烧化石燃料的二氧化碳排放量，碳捕捉技术成为研究的重点。目前的碳捕捉技术主要采用化学吸附法。二氧化碳会和胺类物质发生反应，二者在低温情况下结合，在高温中分离。一般可以使含二氧化碳的废气通过胺液，分离出其中的二氧化碳，之后在适当地方通过加热胺液再将二氧化碳释放。现今少数进行商用碳捕捉的煤电厂都使用单乙醇胺作为二氧化碳吸收剂。但单乙醇胺具有腐蚀性，这种方法也需要使用大型设备，并且只有在二氧化碳处于轻微至中等压力下才有效。因此，其成本、效率都不是很理想。 　　在过去几年中，该实验室的阿米泰什梅蒂一直致力于找到新的二氧化碳吸收剂。他测试了几种可有效溶解二氧化碳的离子液体，获得大量有用数据。与典型的有机溶剂不一样，离子液体一般不会成为蒸汽，所以不易产生有害气体，使用方便。梅蒂发现，使用离子液体作为二氧化碳吸收剂，可克服单乙醇胺的诸多缺点，比现今所用之法更清洁、更易于使用。其化学稳定性好、腐蚀性低，蒸汽压几乎为零，可制成膜使用。离子液体种类繁多，有许多种具有潜在的高二氧化碳溶解度的离子可供选择。 　　梅蒂设计出一种基于量子化学热力学方法的计算工具，可计算出任何溶剂在任意浓度下的二氧化碳化学溶解能力，以测定包括离子液体在内的溶剂的碳捕捉效率。过去几年积累的实验数据证明，这种算法十分准确。 　　报道称，梅蒂使用这种方法预测出一种新型溶剂，其二氧化碳溶解度是目前实验证实的最有效溶剂的两倍。“离子液体种类繁多，目前所见仅是九牛一毛。”梅蒂希望他的这种精准算法能够帮助科学家发现更好的实用型溶剂，以进一步提高二氧化碳捕获效率。

由挪威奥斯陆国际气候与环境研究中心（CICERO）科学家领导的一个国际科研团队在6月7日出版的《通讯地球与环境》杂志上刊发论文称，泄漏的氢气对全球变暖的影响几乎是二氧化碳（CO2）的12倍。这是迄今对氢气气候影响最全面的评估，填补了相关知识的空白。研究示意图图片来源：《通讯地球与环境》杂志研究负责人、CICERO资深科学家玛丽亚桑德指出，与燃烧煤炭和含有CO2的气体会产生废气不同，燃烧氢气只会排放水蒸气和氧气。氢不是温室气体，但它在大气中的化学反应会影响甲烷、臭氧和平流层水蒸气等温室气体，因此生产、运输和使用过程中泄露出来的氢气会加剧全球变暖。桑德等人使用了5种不同的大气化学模型，研究了大气甲烷、臭氧和平流层水蒸气的变化。鉴于氢会与各种生物地球化学过程相互作用，因此，新研究囊括了土壤吸收、氢气的光化学产生、氢气和甲烷的寿命，以及氢气和甲烷之间的相互作用。结果表明，氢的全球变暖潜能值（GWP）为11.6——照惯例，CO2的GWP值为1。桑德指出，氢对气候的影响一直研究不足，这项研究是迄今对氢气气候影响最全面的评估。此前有些基于单模式研究的论文也证实了他们的最新估算值。研究清楚地表明了减少氢气泄漏的重要性，目前科学家们正在开发监测和检测氢气泄漏的技术。氢是能源转型的核心，转向氢经济的潜在好处将取决于氢泄漏的程度，以及氢能在多大程度上取代化石燃料。

近日，中国科学院大连化学物理研究所研究员肖建平团队与中国科学技术大学教授曾杰团队、电子科技大学教授夏川团队合作，在二氧化碳（CO2）转化制一氧化碳（CO）研究中取得新进展。团队研发出单原子合金催化剂Sb1Cu，实现了CO2高活性、高选择性还原制备CO，并探究了该过程的理论机理。相关研究成果发表在《自然—通讯》上。利用可再生能源实现CO2高效电还原，是减缓温室效应并实现“双碳”目标的重要手段之一。肖建平团队在前期工作中发现了CO2电催化还原制甲酸的双顶点活性趋势，并揭示了单原子合金Pb1Cu电催化CO2还原制甲酸的高活性原因。本工作中，肖建平团队探究了单原子合金催化剂Sb1Cu电催化CO2还原表现出高CO选择性的原因。研究发现，Sb1Cu电催化CO2到CO的活性位为与单原子Sb相邻的Cu位点，并揭示了Sb1Cu相比于Cu可以有效减弱CO*的吸附能，降低CO*的覆盖度，抑制C-C偶联反应，从而提升了CO的选择性。通过电荷外插值法，肖建平团队计算了不同工作电势下的反应能垒，通过微观动力学模拟得到的理论速率也和实验结果有较好的吻合。该研究为设计高活性和特定选择性电催化材料提供了新思路。

今年全国两会，“碳达峰”“碳中和”备受关注。其实早在去年9月，我国政府在第七十五届联合国大会上就提出：“中国将提高自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争取于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。” 首先先来了解一下“碳达峰”“碳中和”这两个词是什么意思。碳达峰：在某一个时刻，二氧化碳排放量达到历史高值，之后逐渐回落。碳中和：通过植树造林、节能减排等形式，抵消自身产生的二氧化碳或温室气体排放量，实现正负抵消，达到相对“零排放”。10年内碳达峰，40年内碳中和。这个目标对于我们来说，时间紧、任务重二氧化碳的 “生命线”很长，想要在2030年实现碳达峰，需要提早的进行能源结构转型。根据清华大学气候变化与可持续发展研究院最近的研究报告，在新的气候目标下，碳强度在2030年相比2015年的下降幅度要超过65%，2025年末非化石能源在一次能源消费占比至少要到20%、2030年末至少要到25%。业内指出，这一模型数据尚属于相对保守。气候变化是全球工业化以来地球生态系统面临的严峻挑战，地球生态系统和地球气候系统已经达到临界点。2019年5月，全球大气中CO2月平均浓度达到414.7×10-6，创下1958年人类有观测记录以来的新纪录，超过了过去23年的较高记录，导致全球平均气温升高、冰川消融、海平面上升、极端天气频繁等环境和生态问题。“碳中和”目标的出台，为我国未来绿色低碳发展擘画了宏伟蓝图。但要看到，与世界主要碳排放国家的历史进程相比，我国实现“碳中和”目标面临着巨大的压力与挑战。那我们如何才能知道空气中有多少二氧化碳，如何监测全国各地的碳排放情况呢？这就需要通过相关仪器设备来对温室气体的浓度或体积进行连续测量，实时监测和测算二氧化碳排放量。二氧化碳测量有哪些方法？1、非色散红外吸收法二氧化碳对红外线具有选择性的吸收，在一定范围内，吸收值与二氧化碳浓度呈线性关系。根据吸收值确定样品二氧化碳的浓度。2、气相色谱法气相色谱法是利用气体作流动相的色层分离分析方法。二氧化碳在色谱柱中与空气的其他成分完全分离后，进入热导检测器的工作壁。在线性范围内，信号大小与进入检测器的二氧化碳浓度成正比。从而进行定性与定量测量。3、容量滴定法用过量的氢氧化钡溶液与二氧化碳作用生成碳酸钡沉淀，采样后剩余的氢氧化钡用标准草酸溶液滴定至酚酞试剂红色刚褪。由容量法滴定结果除以所采集的空气样品体积，即可测得空气中二氧化碳的浓度。4、红外线吸收法二氧化碳在4. 3um红外区有一个吸收峰，在此波长下，氧、氮、一氧化碳、水蒸汽都没有明显的吸收，因此红外线吸收法是测量空气中二氧化碳的理想方法。由于空气中二氧化碳的含量低为0. 03 % ，吸收池的长度有几厘米便可。所以利用红外线吸收原理，可制成便携式空气中二氧化碳传感器，用来检测二氧化碳浓度。

据悉，中国科学院大气物理研究所基于低成本中精度温室气体传感器，研究团队成功构建地基—无人机协同碳观测网络（LUCCN），并利用该观测网络对发电厂二氧化碳排放进行了定性和定量研究。相关研究成果在线发表于《大气科学进展》杂志。人为排放的大量二氧化碳留存在大气中，造成全球气候的显著变化。为尽快落实《巴黎协定》，降低气候变化对人类的影响，控制人为碳排放已成为社会各界的基本认识。“然而，由于对城市地区、重点行业的二氧化碳排放情况了解不足，我们目前掌握的全球碳收支情况仍具有很大的不确定性。”论文第一作者、中国科学院大气物理研究所副研究员杨东旭说，考虑到人为排放源具有较高的排放强度和复杂多变性，有必要对大气二氧化碳浓度变化开展密集、高质量的连续探测。为此，来自中国科学院大气物理研究所、中国科学院空天信息创新研究院等单位的多个科研团队紧密合作，在广东省深圳市和广西壮族自治区南宁市先后开展了针对城市地区和重点行业的温室气体地基遥感和无人机综合观测实验。实验中，杨东旭团队构建了一套地基便携设备和无人机飞行阵列协同的碳观测网络，以弥补温室气体探测卫星时空连续性不足的缺憾，形成了针对排放源的立体观测网络。该观测网络由5台地基观测设备和4台无人机设备构成，能够实现空—地协同的温室气体原位探测。杨东旭说：“这些探测设备均采用低成本、高精度的非色散红外传感器对大气二氧化碳浓度进行探测，每台地基观测设备均配备了高精度微型气象站，辅助后续的数据定标和量化分析。”杨东旭表示，新观测网络兼具地基和无人机的探测能力，在探测的时间连续性、空间覆盖度、机动性等方面具有明显优势，极大地提升了探测数据的有效信息含量。

还记得2019年525山东龙眼港福建籍货船二氧化碳泄漏的事故吗？那次事故损失惨重，最终导致10死19伤！！！众所周知，二氧化碳是空气中常见的化合物，常压下为无色、无味、不助燃、不可燃。化学性质比较稳定，因此它广泛被应用到灭火剂、石油、化学工业、食品防腐、工业气密性检测等。随着CO2的应用越来越普遍因其泄漏导致的事故也时有发生虽然二氧化碳本身无毒但空气中含量过高也会导致惨重结果二氧化碳无色无味肉眼难以发现因此我们要选择合适的工具来实时监控避免其泄漏，造成不可避免的后果今天小菲向大家介绍一款能够迅速准确查找CO2泄漏源的OGI热像仪——FLIR GF343FLIR GF343是一款光学气体成像热像仪，能在安全距离内快速发现二氧化碳泄漏源。无论二氧化碳是生产工艺的副产物，或者是用于检测发电机是否存在氢气泄漏的示踪气体，还是提高石油采收率项目的一部分，它都可以快速发现。实时检测CO2，可视化泄漏源头FLIR GF343有出色的分辨率、热灵敏度和高灵敏度模式，使您能够可视化气体泄漏，以便查明排放物的准确来源并立即开始维修。此外，FLIR GF343能精确测量温度，使您能够注意到温差并提高视觉对比度，以更好地进行气体泄漏检测。★ 将CO2作为示踪气体（比如通过在氢气中添加3%-4%二氧化碳作为示踪气体），用以查找氢气等更危险的泄漏气体；★ 准确查找EOR运作中CO2的泄露位置；★ 在工业制造、交通和存储应用中发现CO2的损耗等。减少停机时间，节约生产成本将FLIR 343光学气体热像仪作为CO2预防性检测的有效工具，可以预防停机事件和避免造成库存损失。★ 提前检测到CO2的微小泄漏源，避免计划外的停机；★ 支持联机检测，无须中断运行设备；★ 杜绝泄漏，节约库存损失和违规罚款产生的成本。保证运营安全，维护环境平衡FLIR GF343实时显示光学气体图像，以便您在安全距离内快速扫描大片区域是否存在气体排放迹象，可以保持设施安全，同时为实现“碳平衡”而努力。★ 减少气体泄漏，提高EOR运作效率；★ 杜绝碳捕捉和存储运营中发生泄漏，避免生产成本的浪费；★ 使用CO2作为示踪气体找到危险气体（比如氢气）泄漏源，保证员工的人身安全；★ 避免二氧化碳和其他气体的泄漏，有利于大气环境的生态平衡。FLIR GF343让您可以快速、准确地发现CO2的泄漏，可靠的非接触式CO2检测使工厂能够在设备仍联网正常运行的情况下对其进行检测，避免非计划停机。非常适合石油、氢冷发电机、碳捕集系统、乙醇生产、工业气密性测试等行业。二氧化碳本身虽无毒但在工业应用中的泄漏仍会对企业和员工造成不良影响想要及时快速地发现CO2的泄漏源快来选择FLIR GF343光学气体成像热像仪

2月22日，“二氧化碳地质利用与封存面临的机遇与挑战”中德国际研讨会在武汉召开。会议由中德科学中心资助，中国科学院武汉岩土力学研究所、德国斯图加特大学共同主办，旨在为中德两国二氧化碳地质利用与封存领域的专家学者搭建交流合作的平台，交流两国在该领域的研究工作和研究进展，推动两国科学家在该领域建立稳定持续的合作伙伴关系。中德国际研讨会开幕。李思辉摄开幕式上，武汉岩土所所长薛强代表主办单位致辞。薛强表示，碳达峰、碳中和目标是我国实现可持续发展的内在要求，是我国作为负责任大国以应对全球气候变化、履行国际责任、推动构建人类命运共同体的责任担当。中国和德国都是温室气体排放大国，两国在推广二氧化碳地质利用与封存技术的过程中面临许多严峻挑战，希望以本次研讨会为重要契机，深入推动德国相关科研机构和我国相关单位的科研合作，共同擘画二氧化碳地质利用封存技术发展蓝图，优势互补，协同创新，推动二氧化碳地质利用与封存技术实现新的、更大的突破。大会邀请美国工程院Michael Celia院士、中国陕西延长石油（集团）有限责任公司王香增总地质师、武汉岩土所李小春研究员、吉林大学戴振学院长、斯图加特大学Rainer Helmig研究员、武汉岩土所李琦研究员、克劳斯塔尔工业大学Zhengmeng Hou主任、中科院地球物理研究所庞忠和研究员等8位专家做大会主题报告。与会专家围绕二氧化碳注入储层后的渗流-力学-化学反应耦合过程、二氧化碳封存量估计和封存风险分析、二氧化碳地质利用与封存工程成本控制等中德两国在推广二氧化碳地质利用与封存技术的过程中面临的挑战开展热烈讨论和交流，加强了中德两国在二氧化碳地质利用与封存方面的研究合作，为两国二氧化碳地质利用与封存工程提供了技术解决方案。来自国内外多家高校和科研院所的100余位相关领域专家和青年科研学者通过线上线下结合的方式参加了会议。

编者注：如何理解这一突破的意义呢？中新网如此评价：“继上世纪60年代在世界上首次完成人工合成结晶牛胰岛素之后，中国科学家又在人工合成淀粉方面取得重大颠覆性、原创性突破——国际上首次在实验室实现二氧化碳到淀粉的从头合成。”各位网友对此前景展开了脑洞大开的想象：首先，是对农业的影响，人工合成代替自然生产，粮食生产不再受限于土地面积。其次，碳中和问题，困扰全球的全球变暖有望通过这一途径得到解决。最后，宇宙探索，三位宇航员的吃播场面让我们大开眼界，但长期宇宙探索的食物供应仍是待解决的问题，这一突破可以解决二氧化碳充裕地区的食物供应问题，如火星、金星等。近期，中科院天津工业生物技术研究所在淀粉人工合成方面取得重大突破，国际上首次在实验室实现了二氧化碳到淀粉的从头合成。成果于9月24日在国际学术期刊《科学》上发表。淀粉是粮食最主要的成分，也是重要的工业原料。记者了解到，目前，人类使用的淀粉主要由玉米等农作物通过自然光合作用固定二氧化碳生产。由于淀粉合成与积累涉及约60步代谢反应以及复杂的生理调控，理论能量转化效率仅为2%左右。“农作物通过自然光合作用固定二氧化碳生产淀粉需要较长的生产周期和较大种植面积，需要使用大量土地、淡水等资源以及肥料、农药等农业生产资料。如果能设计人工生物系统，不依赖植物从二氧化碳合成淀粉，将是影响世界的重大颠覆性技术。”天津工业生物技术研究所所长马延和告诉记者。科研团队乔婧科研助理、蔡韬副研究员、马延和研究员、朱蕾蕾研究员、孙红兵科研助理（从左至右）在中国科学院天津工业生物技术研究所实验室合影（9月16日摄）。新华社记者 金立旺 摄研究团队采用了一种类似“搭积木”的方式，联合中科院大连化学物理研究所，利用化学催化剂将高浓度二氧化碳在高密度氢能作用下还原成碳一（C1）化合物，然后通过设计构建碳一聚合新酶，依据化学聚糖反应原理将碳一化合物聚合成碳三（C3）化合物，最后通过生物途径优化，将碳三化合物又聚合成碳六（C6）化合物，再进一步合成直链和支链淀粉（Cn化合物）。记者了解到，这一人工途径的淀粉合成速率是自然界中玉米淀粉合成速率的8.5倍。研究所副研究员、论文第一作者蔡韬表示，这一人工途径突破了传统植物低密度光能固碳转化的局限，使高效固定二氧化碳高效合成淀粉成为可能，为创建新功能的生物系统提供了新的科学基础。据蔡韬介绍，在计算设计的人工途径中，获得碳一到碳三化合物直接聚合的生物酶催化剂是成功构建这条途径的核心关键。为此，研究团队从头设计构建了非自然碳碳缩合酶，实现了C1到C3化合物的直接聚合。进一步，研究团队从动物、植物、微生物等31个不同物种来源挖掘合适的生物酶催化剂，构建了一条只有11步主反应的人工合成淀粉途径，实现了从二氧化碳到淀粉的从头合成，将天然淀粉的羧化-还原-重排-聚合的复杂合成过程简化为人工淀粉的还原-聚合的合成过程，显著降低了合成的复杂度。这一设想也成为天津工业生物技术研究所瞄准的前沿方向。2015年，研究所以项目制模式布局二氧化碳到淀粉人工合成的攻关任务。几年时间里，研究团队从头设计了一条只需11步主反应的非自然二氧化碳固定与淀粉合成新途径，在实验室中首次实现了从二氧化碳到淀粉分子的全合成。在中国科学院天津工业生物技术研究所实验室，科研人员展示人工合成淀粉样品（9月16日摄）。新华社记者 金立旺 摄由于缺少自然途径长期的进化过程，研究中面临的另一难题是不同物种的生物酶催化剂难以适配。针对这个问题，研究团队开发了模块组装优化与时空分离反应策略，通过别构调控优化、顺序分步反应创建，解决了人工途径中底物竞争、产物抑制、热/动力学匹配设计等问题，获得淀粉合成速率和效率显著提升的人工途径，实现直链淀粉和支链淀粉的可控合成。“按照目前的技术参数，在能量供给充足的条件下，1立方米大小的生物反应器年产淀粉量相当于5亩土地的玉米淀粉年平均产量，为淀粉生产的车间制造替代农业种植提供了一种可能。如果未来该系统过程的成本能够降低到具有经济可行性，将可能节约90%以上的耕地和淡水资源，避免农药、化肥等对环境的影响。”蔡韬告诉记者。这一成果得到国内外领域专家的高度评价，认为该工作是“典型的0到1的原创性突破”，不仅对未来的农业生产、特别是粮食生产具有重要影响，也对全球生物制造产业的发展具有里程碑式的意义。

为了保证二氧化碳培养箱正常运行，避免细胞污染，定期清洁二氧化碳培养箱是必不可少的。按照以下步骤仔细清洁二氧化碳培养箱，有利于减少污染，保持细胞良好生长。 清洁程序NO.1在清洗过程中，操作人员应按实验室规定穿戴个人防护装备（PPE）。NO.2准备清洁过程所需的材料，如温和的肥皂溶液、洗涤瓶装蒸馏水、海绵、干净的布或纸巾、消毒剂和洗涤盘或桶（如果没有水槽）。使用不锈钢清洁剂清洁金属表面，使用玻璃清洁剂清洁玻璃内门表面，请勿使用含氯消毒剂。NO.3将所有样品转移至另一个二氧化碳培养箱或储存在安全的地方。NO.4关闭并拔下设备插头。如果需要，可标记该装置已停用或维修中。NO.5卸下搁板、搁板架、顶部通风系统和增湿盘。NO.6使用温和的肥皂水和海绵彻底清除腔体表面的污垢和残留物，或用合适的消毒剂喷洒到腔体表面和所有拆卸的部件上。按照说明书使用消毒剂，使其充分反应。NO.7请勿将消毒剂直接喷洒在传感器、控制面板和电气面板附近，以防止损坏电气部件。使用浸泡过消毒剂的抹布擦拭控制面板和机身外部。NO.8使用洗涤瓶中的蒸馏水冲洗掉肥皂水或消毒剂，重复两次。难以用洗涤瓶冲洗的部分，可使用湿海绵擦拭。NO.9用干净、无绒毛的布或纸巾擦干所有冲洗过的部件。NO.10用70%乙醇擦拭内部部件和外部表面，并充分干燥。NO.11重新组装设备，并确保设备完全干燥后再进行常规操作。NO.12启动去污/灭菌循环程序。 除了定期清洁二氧化碳培养箱，如何安全地使用二氧化碳培养箱也是很多人心中的一大问题。益世科生物提供专业的售后服务，若您在使用过程中遇到无法自行解决的问题请尽快联系我们，避免不当操作给您的细胞培养工作造成影响。

二氧化碳检测仪是一种用于测量环境中二氧化碳浓度的设备，它在许多领域都有广泛的应用，那么二氧化碳检测仪在生活中的作用有哪些？下面是逸云天小编的分享。　　以下是一些常见的应用场景：　　1.室内空气质量监测：可以帮助我们了解室内二氧化碳的浓度，判断空气是否流通，及时采取通风措施，改善室内空气质量。　　2.健康监测：高浓度的二氧化碳可能会对人体健康产生影响，通过检测仪可以监测环境中的二氧化碳水平，保障人们的健康。　　3.植物生长环境监测：二氧化碳是植物进行光合作用的重要原料，检测仪可以用于监测植物生长环境中的二氧化碳浓度，为合理调整植物生长条件提供依据。　　4.节能减排**：了解二氧化碳的排放情况，有助于采取节能措施，减少能源消耗和二氧化碳排放。　　5.工业和实验室应用**：在一些工业场所和实验室中，需要对二氧化碳浓度进行监测，以确保工作环境的安全和正常运行。　　例如，在一些人员密集的场所，如会议室、教室等，二氧化碳检测仪可以帮助我们及时发现空气流通不畅的问题，并采取相应的措施。此外，对于关注环保和可持续发展的人来说，二氧化碳检测仪也可以作为一种工具，帮助我们更好地了解和管理二氧化碳的排放。　　综上所述，相关信息就分享到这里，希望这篇文章能帮助到大家。　　我们的标准如下：　　一、我们的维修人员都经过专业的培训，提供专业的售后服务。　　二、我们的检验设备均按行业标准设备配备。　　我们产品的保障说明如下：　　用户权益：　　一、享有12个月的免费质保期。　　二、享有终身售后服务及技术指导。　　三、维修时间在备件充足的前提下，24小时内响应，48小时内维护到位。

大连化物所催化与新材料研究室（十五室）黄延强研究员、张涛院士团队研制的二氧化碳还原组件成功应用于我国空间站。该组件现已在空间站核心舱稳定运行超过六个月，组件的水回收率、产水量、水质等关键参数均高于设计指标，降低了空间站对水补给的依赖。 　　二氧化碳还原组件隶属于空间站环境控制与生命保障分系统，可以将航天员呼出的二氧化碳和电解水制氧副产物氢气，通过催化反应转化为水和甲烷，以水的形式实现氧的回收，能够实现航天员呼吸用氧的循环。　　空间站特殊的空间应用环境对组件提出了小型化、低能耗、长寿命和高可靠性等严苛要求。研究团队紧密对接中国航天员科研训练中心和中国空间站建设的需求，基于材料（催化剂和吸附剂）、反应器和系统集成三个层面的创新，研发出适合我国空间站特点的二氧化碳还原组件。　　组件正样产品于2022年5月10日随天舟四号货运飞船送入空间站，由神舟十四号航天员乘组于2022年6月23日完成在轨组装并转入日常运行。该组件的成功应用，进一步提高了空间站内物质的闭合循环程度，标志着我国可再生环境控制和生命保障技术水平跻身国际先进行列。

大气温室气体是导致全球平均气温和海温升高、大范围雪和冰融化、以及海平面上升等全球气候变化的重要因素，特别是二氧化碳的排放是当今世界最为关注的地球大气环境问题。实现对全球大气温室气体(尤其是二氧化碳)的高精度探测，对我国制定相关气候应对措施具有深远影响，将为我国的环境外交政策提供强有力的技术支撑和保障。基于目前科学技术水平，准确把握二氧化碳的全球变化，是目前空间遥感探测的热点和难点，需要充分依靠高灵敏度和高光谱分辨率的遥感探测技术。 　　由我所承担的院空间科技创新基地重要方向项目“超光谱环境遥感监测关键技术研究”经过近2年攻关，研制成功基于空间外差光谱技术(SHS — Spatial Heterodyne Spectroscopy)的大气主要温室气体二氧化碳航空遥感探测试验样机。该技术目前已被列入高光谱观测卫星与环境减灾小卫星的温室气体探测计划。 　　日前，在山东日照进行的机载试验受到中国海监北海支队的大力支持，机载试验样机装载于中国海监Y-12飞机，实现一次装机，一次校飞获取信息。试验共飞行两架次，约9个半小时，两个飞行高度(500m、1000m)，飞行区域为山东日照市区及附近郊区，选择了农田、工业区、海岸滩涂等典型地表区域，获取了大量数据。预处理结果表明了试验样机完全到达了设计指标，即在大气二氧化碳最主要的吸收波段1575nm范围中，得到光谱分辨率为0.1nm的实际大气二氧化碳吸收光谱，与理论计算对比一致。这些遥感数据将成为反演大气环境中二氧化碳柱浓度不可替代的和最直接的依据。下图为二氧化碳机载试验样机、机载试验状况及大气二氧化碳超光谱曲线。 　　空间外差光谱技术是近年发展起来的一种新型超光谱遥感探测技术，与传统的傅立叶干涉系统(如日本的GOSAT)和衍射光栅系统(如欧洲的ENVISAT、美国的OCO)高分辨光谱遥感技术相比，空间外差光谱技术更具有针对性，该技术综合了衍射及空间调制干涉技术于一体，在限定的光谱范围内可达到很高的光谱分辨率和信噪比，且具有结构紧凑、无运动部件等特点，因而成为高精度大气成分遥感探测的优选技术之一。 　　安徽光机所是国内最早开展空间外差光谱技术实验研究的单位之一，先后获得了国家自然基金、863项目、院创新基金的支持。2008年在院重要方向项目支持下，集中攻克了空间外差一体化干涉仪核心技术，解决了大气温室气体空间外差光谱遥感系统设计及定标(辐射、光谱以及吸收池)等关键技术，针对二氧化碳、甲烷以及一氧化碳等大气温室气体的探测研制了机载遥感试验样机和干涉仪组件。 　　本次校飞试验结果表明，历时两年自主研发的二氧化碳空间外差光谱仪系统指标先进、性能稳定。本次校飞试验，不仅在国内首次获得了高分辨率大气二氧化碳飞行数据，同时验证了该系统在移动平台下获取高质量大气二氧化碳超分辨光谱的能力，为发展包括大气温室气体、气溶胶、污染气体等国家机载大气环境遥感监测系统，以及发展我国大气温室气体星载遥感系统奠定了坚实基础。

p style=" text-indent: 2em " 二氧化碳是一个典型的“双面间谍”：一方面它能帮助土壤固碳，另一方面又会加剧温室效应。它究竟“是正是邪”，这成为了一道困扰全球变化研究领域多年的难题。记者9日从南京农业大学获悉，邹建文课题组通过观测计算，揭示了陆地生态系统碳氮过程对大气二氧化碳浓度升高的响应强度及其驱动机制，其论文发表在最新一期国际学术期刊《生态学快报》上。 /p p style=" text-indent: 2em " 大气二氧化碳、甲烷和氧化亚氮等温室气体浓度升高是全球变化的主要驱动因子。大气二氧化碳浓度的升高一方面能促进陆地生态系统光合产物积累，增加土壤碳储量，形成土壤的固碳效应（A）。另一方面，又会增加陆地生态系统甲烷和氧化亚氮等温室气体排放，加剧温室效应（B）。那么，大气二氧化碳浓度升高背景下，A与B分别是多少？ /p p style=" text-indent: 2em " 邹建文告诉记者，若A小于B，则陆地生态系统对气候变化呈现正反馈，温室效应将进一步加剧；若A大于B，则呈现负反馈，大气温室效应将减缓；若A等于B，两者相互抵消，反馈效应呈中性。 /p p style=" text-indent: 2em " 课题组通过全球1655组观测数据发现，大气二氧化碳浓度升高导致陆地生态系统温室气体甲烷和氧化亚氮的年排放量增加了27.6亿吨二氧化碳当量，超过了土壤有机碳库增量（24.2亿吨二氧化碳当量），相当于每年陆地生态系统植被和土壤固碳总增量（39.9亿吨二氧化碳当量）的69％。 /p p style=" text-indent: 2em " 因此，大气二氧化碳浓度升高背景下陆地生态系统温室效应很大程度上抵消了固碳效应。论文第一作者南农大资环院刘树伟副教授称：“综合二氧化碳本身的温室效应及其驱动的陆地生态系统对气候变化的反馈效应两方面来说，二氧化碳在大气中还是扮演着‘反角’。” /p

6月1日,我国首个百万吨级海上二氧化碳封存示范工程——恩平15-1油田二氧化碳封存示范工程项目在珠江口海域正式投用。这标志着我国初步形成了海上二氧化碳注入、封存和监测的全套钻完井技术和装备体系,填补了我国海上二氧化碳封存技术的空白,对我国实现碳达峰碳中和目标具有重要意义。 　　“报告中控,二氧化碳回注系统运转正常!”上午9时30分,在距离深圳西南约200公里的恩平15-1平台上,高碳原油生产井、生产处理系统、二氧化碳压缩机及分子筛脱水橇等设备依次启动。在隆隆的设备轰鸣声中,油田开发伴生的二氧化碳被捕获、分离、加压至气液混合的超临界状态,通过一条海底“绿色通道”回注至距平台3公里远、在海床800米底下的“穹顶”式地质构造中。 　　二氧化碳封存回注通过工程技术手段,把捕集到的二氧化碳直接注入至地下800米到3500米深度范围内的陆上或海底咸水层,是国际公认的有效促进碳减排的重要措施。该工程投用后,所在区域的海上钻井平台在开采油气过程中产生的二氧化碳将被采集,规模化向海底地层注入,预计每年可封存二氧化碳30万吨,累计将超过150万吨。 　　中国海油在恩平15-1油田实施二氧化碳封存示范工程,开展地质油藏、钻完井、工程一体化关键技术研究及应用,攻克海上操作空间受限、海洋高湿高盐环境等一系列难题,有力促进了国内油气增储上产和能源绿色低碳发展。未来,中国海油将继续加大科研攻关,持续推进海上油气田绿色开发,并积极探索“岸碳入海”,为沿海高排放企业开辟降碳环保新道路,为粤港澳大湾区绿色低碳发展注入新动能。 二氧化碳的封存技术实际上就是把二氧化碳存放在特定的一种自然或人工“容器”中，利用物理、化学、生化等方法，将二氧化碳封存百年甚至更长的时间。森林、海洋、底层、化学反应器等都可以作为封存二氧化碳的“容器”。 二氧化碳封存是指将大型排放源产生的二氧化碳捕获、压缩后运输到选定的地点长期保存，而不是释放到大气中。二氧化碳的封存技术尤其是地质封存正得到越来越多的关注与研究，美国、欧盟、日本、澳大利亚等都制定了相应的研究规划，开展二氧化碳封存技术的理论、试验、示范以及应用研究。

中国科学技术大学教授高敏锐课题组合成一系列暴露不同铜（100）和铜（111）晶面比例的铜催化剂，发现铜（100）/铜（111）的界面位点相比于单一的晶面展现了显著增强催化碳—碳电化学耦联的性能，对于利用二氧化碳制备多碳燃料具有重要意义。相关成果日前发表于《美国化学会志》。　　电催化二氧化碳还原制备高附加值化学品，是二氧化碳资源化利用的有效手段。近年来，科学界通过电催化二氧化碳制备能量密度高、应用前景广阔的多碳燃料取得很大进展，但其选择性和转化效率仍不尽人意。这主要由于二氧化碳转化为多碳燃料需经历动力学缓慢的碳—碳耦联过程。因此，设计并创制能高效促进碳—碳电化学耦联的催化剂至关重要。　　研究人员利用电化学测试表明，与其他铜催化剂相比，这种新型铜催化剂在电流密度为每平方厘米100毫安至400毫安时，均有利于催化二氧化碳到多碳产物的转化。多碳产物的选择性与铜（100）/铜（111）界面的长度呈现线性相关，证明该界面为催化碳—碳耦联的活性位点。原位拉曼和红外实验证明，在铜（100）/铜（111）界面处，能更好吸附中间体，展现更强的碳—碳耦联能力。理论计算进一步表明，铜（100）/铜（111）界面处电子结构被优化，促进了碳—碳耦联动力学。　　该项研究发现了铜原子排列变化形成的特定界面结构能更高效地催化碳—碳耦联，降低多碳产物形成过程中的关键步骤能垒，这一成果对于二氧化碳制备多碳燃料的电化学升级利用具有重要意义。　　相关论文信息：https://doi.org/10.1021/jacs.1c09508