在中国科学家手中,二氧化碳正在被转化为多种多样的产品,实现了华丽转身。二氧化碳转化为糖:两年前,中国科学院天津工业生物技术研究所实现了从二氧化碳到淀粉的实验室人工合成,蜚声海内外。两年后,站在合成淀粉成果的“肩膀”上,该研究所与中国科学院大连化学物理研究所科研团队合作,实现了又一次创新飞跃。走进中国科学院天津工业生物技术研究所办公大楼,映入眼帘的是密密麻麻一整面专业技术墙。“这次我们的研究实现了糖分子精确从头合成,使糖分子立体结构可控。”在实验室内,身穿白大褂的副研究员、论文头一作者杨建刚说。这项在实验室里结出的硕果,为跳出自然束缚、利用二氧化碳创造多样的糖提供了可能。二氧化碳与尿素反应生成氰尿酸,用于泳池消毒。浦东新区高纯二氧化碳供应站

科研团队从碳素缩合、异构、脱磷等酶促反应入手,用人工方式改造自然来源酶催化剂的催化特性,是此次研究的较关键创新。进入实验操作环节,研究人员将二氧化碳等原料在反应溶液中按一定比例调配,在人工改造过的酶等催化剂的催化作用下,只用约17个小时,就高效、精确获得葡萄糖、阿洛酮糖、塔格糖、甘露糖4种己糖。杨建刚表示,该过程的碳转化率高于传统植物光合作用,比已知的化学法制糖以及电化学-生物学耦合的人工制糖方法有更高的效率。与通过种植甘蔗等农作物提取糖分的传统方式相比,糖的获取时长实现了从“年”到“小时”的跨越。徐汇区二氧化碳应用二氧化碳加氢制汽油技术突破,每吨燃料消耗5吨CO₂,中科院已建中试装置。

工业制取二氧化碳主要通过多种技术路径实现,具体方法根据原料来源、纯度需求及生产成本等因素选择。常见方法包括石灰石高温分解、燃料燃烧、化学反应、发酵副产物回收、工业废气提纯等,其中煅烧法和副产回收法应用较广。以下从原理、流程及特点角度展开说明。石灰石高温分解法(煅烧法):此方法以石灰石(碳酸钙)为原料,在高温窑炉中加热至850-900℃使其分解,化学反应式为CaCO₃ → CaO + CO₂↑。实际生产中需经过破碎预处理、煅烧、气体净化(水洗去除粉尘、硫化物等杂质)、压缩干燥等工序。其优势在于原料储量大、工艺成熟且成本低,但煅烧过程能耗较高,每吨二氧化碳需消耗约1.8吨石灰石。
烟囱气体:是各种含碳化石燃料燃烧时排放的废气,这是因为烟囱气体中二氧化碳含量较低。(一般只有10到20%。)气质差(包括烟尘),不管用什么方法回收二氧化碳。然而,回收成本将高于从其他气源回收的成本。当以天然气为原料的合成氨工厂支持尿素的生产时。因为产生的二氧化碳比生产尿素所需的要少,从而弥补二氧化碳的不足。通常需要回收转化炉废气中的二氧化碳,石灰窑气体也是如此。烟气在除尘前也要经过处理,目前已建成多套从烟囱中回收二氧化碳的工业厂房。舞台烟雾效果利用干冰升华产生白雾,营造氛围。

工业二氧化碳的分类:根据用途和性质,工业二氧化碳可以分为以下几种类型:1. 食品级二氧化碳:食品行业中使用的二氧化碳,需要符合国际标准和行业标准等食品安全要求。2. 医药用途二氧化碳:医药行业的二氧化碳需要高度纯度,且无污染物,用于制造医疗气体和麻醉剂等。3. 工业级二氧化碳:用于工业生产的二氧化碳需要质量稳定,且在生产过程中不会对环境造成污染等。总的来说,工业二氧化碳既有作为药品使用的,也有作为辅材使用的。但是不管是哪一种,其重要性在工业生产中都得到了普遍的认可与使用。气调库用二氧化碳抑制果蔬呼吸,延长储藏期。嘉定区固态二氧化碳配送中心
二氧化碳与氨水反应生成氨基甲酸铵,用于化肥生产。浦东新区高纯二氧化碳供应站
目前, 化学工业中二氧化碳作为化工原料的成熟应用技术较少,其中较大规模的利用途径是生产尿素(生产1吨尿素消纳二氧化碳约0.7吨),少量应用于生产水杨酸、碳酸酯及聚碳酸酯等。在传统热催化领域,克服二氧化碳热力学稳定性的策略之一是与高自由能底物反应。这主要有两条路径:一是二氧化碳被氢气还原生成甲醇等化学品;二是二氧化碳与环氧化合物等反应生成环碳酸酯或聚碳酸酯(二氧化碳基聚碳酸酯)等化学品。此外,还可以通过二氧化碳催化重整、逆水煤气变换等反应制取合成气,耦合合成气下游化学品制备技术间接实现二氧化碳的化工利用;也可以通过光、电、离子液体等外场作用实现二氧化碳转化为合成气及化学品。浦东新区高纯二氧化碳供应站
二氧化碳行业需求情况:①我国二氧化碳需求量持续增长:近年来,随着化工合成、冷链物流及油田注井等下游需求的扩张,我国二氧化碳需求量持续增长。根据卓创资讯统计,2018年我国二氧化碳下游需求量为638.3万吨,2024年增长至1,172.7万吨,年均复合增长率为10.67%;根据卓创资讯预测,2025年至2029年,每年二氧化碳下游需求增量将在50万吨-150万吨之间,2029年下游消费量预计将达到1,600万吨。②华南地区等经济发达地区的二氧化碳需求旺盛:我国经济发达地区对二氧化碳产品需求旺盛,部分地区供不应求。2024年,我国二氧化碳消费量主要集中在华东地区,占比达43.1%;华南地区的二氧化...