二氧化碳 编辑

一种碳氧化合物
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(cARBon dioxide),一种碳氧化合物化学式为CO2,化学为44.0095,常温常下是一种无色无味或无色无臭而其溶液略有酸味的气体,也是一种常见的温室气体,还是空气的组分之一(占大气总体积的0.03%-0.04%)。在物理性质方面,二氧化碳的熔点为-56.6℃(527kPa),沸点为-78.5℃,密度比空气密度大(标准条件下),可溶于水。在化学性质方面,二氧化碳的化学性质不活泼,热稳定性很高(2000℃时仅有1.8%分解),不能燃烧,通常也不支持燃烧,属于酸性氧化物,具有酸性氧化物的通性,因与水反应生成的是碳酸,所以是碳酸的酸酐。二氧化碳一般可由高温煅烧石灰石或由石灰石和稀盐酸反应制得,主要应用于冷藏易腐败的食品(固态)、作致冷剂(液态)、制造碳化软饮料(气态)和作均相反应的溶剂(超临界状态)。关于其毒性,研究表明:低浓度的二氧化碳没有毒性,高浓度的二氧化碳则

基本信息

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中文名:二氧化碳

外文名:carbondioxide

别名:碳酸气、碳酸酐、干冰(固态)

化学式:CO₂

分子量:44.0095

CAS登录号:124-38-9

EINECS登录号:204-696-9

熔点:-56.6℃(二氧化碳的熔点是在527kPa的高压下测得的,常压下不存在液态二氧化碳)

沸点:-78.5℃(升华)

水溶性:小于0.05%(22.9℃)

外观:常温常压下是一种无色无味或无色无嗅而略有酸味的气体

应用:冷藏易腐败的食品、做制冷剂、制造碳化软饮料等

安全性描述:S9

UN危险货物编号:1013

气态密度:1.977g/L(0℃,101.325kPa)

液态密度:0.9295kg/L(0℃,101.3485kPa)

固态密度:1.56kg/L(-79℃)

三相点:-56.6℃(517.97kPa)

制备方法:石灰石和稀盐酸反应制取

分子直径:0.35~0.51nm

研究简史

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低碳生活:尽量减少生活作息时所耗用的能量,从而减低二氧化碳排放量,减少对大气的污染,减缓生态恶化。

CCS技术:即二氧化碳捕集与封存(CarbonDioxideCapture and Storage,缩写:CCS)技术,是短期之内应对全球气候变化最重要的技术之一,指的是通过碳捕集技术,将工业和有关能源产业所产生的二氧化碳分离出来,再通过储存手段,将其输送并封存到海底或地下等与大气隔绝的地方。

国际法律:1992年6月在巴西举行的联合国环境与发展大会上,有153个国家签署了《联合国气候变化框架公约》,此公约自1994年3月起有效,已有176个缔约方(截至2015年2月); 1997年12月,由《联合国气候变化框架公约》参加国出席的会议在日本京都召开,会议制定了《京都议定书》,作为《联合国气候变化框架公约》的补充条款,此条约自2005年2月16日起有效,已有183个缔约方(截至2009年2月); 2015年11月30日—12月11日,在巴黎举行的《联合国气候变化框架公约》第21次缔约方大会暨《京都议定书》第11次缔约方大会上,来自195个国家的代表一致通过了《〈联合国气候变化框架公约〉巴黎协定》(《巴黎协定》)。

人体健康方面

研究表明,空气中二氧化碳浓度低于2%时,对人没有明显的危害,超过这个浓度则可引起人体呼吸器官损坏,即一般情况下二氧化碳并不是有毒物质,但当空气中二氧化碳浓度超过一定限度时则会使肌体产生中毒现象,高浓度的二氧化碳则会让人窒息。动物实验证明:在含氧量正常(20%)的空气中,二氧化碳的浓度越高,动物的死亡率也越高。同时,纯二氧化碳引起动物死亡较低氧所致的死亡更为迅速。此外,有人认为:在低氧的情况下,8%~10%浓度的二氧化碳即可在短时间内引起人、畜死亡。

中毒原理

高浓度二氧化碳本身具有刺激和麻醉作用且能使肌体发生缺氧窒息。

中毒症状

轻度:一般出现头晕头痛肌肉、全身酸软等不适之感。

中度:头晕将有倒地之势;胸闷鼻腔疼痛难忍,呼吸紧促,胸部有压迫及憋气感;剧烈性头痛、耳鸣、肌肉无力、皮肤发红、血压升高,脉快而强。

重度:突然头晕无法支持而倒地,憋气、呼吸困难心悸神志不清、昏迷、皮肤口唇和指甲青紫、血压下降、脉弱至不能触及,瞳孔散大。对光反射消失,全身松软,声门扩大,相继呼吸心跳停止而至死亡,急性期过后有的可留有嗜睡记忆力减退等症状。

急救措施

①迅速地使中毒者脱离高浓度的二氧化碳环境,到空气新鲜处,解松中毒者衣领,人工辅助呼吸以使其尽快吸入氧气,必要时用高压氧治疗,抡救人员应佩带有效的呼吸防护器。

②注射呼吸兴奋剂,有继发感染的给予抗生素二氧化碳结合力下降应静脉滴注碳酸乳酸钠;四肢痉摩可以服用较大剂量镇静剂;长期高热惊厥可用镇静药物;其它如肺水肿脑水肿等应对症处理。

预防方法

进入含有较高浓度二氧化碳的工作区域前,检查空气中二氧化碳浓度是否超过了2%,若超过,则需要采取有效的安全措施,如:①进行通风排毒,置换工作场所空气,使空气中二氧化碳浓度不超过了2%;②佩戴送风面盔、自吸式导管防毒面具、氧气呼吸器等常用的防毒面具。

储存注意事项

二氧化碳适宜储存于阴凉、通风的不燃气体专用库房,适合以液态或固态形式装运。储存、运输二氧化碳时需要注意以下几点:①远离火种、热源,库温不宜超过30℃;②与易(可)燃物分开存放,切忌混储;③储区应备有泄漏应急处理设备。

相关法规

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在中国,二氧化碳是2007年4月12日发布、2007年11月1日实施的《工作场所有害因素职业接触限值第1部分:化学有害因素》(GBZ 2.1-2007)中的第90种物质,在卫生要求方面,其工作场所中的时间加权平均容许浓度(permissible concentration-time weighted average,PC-TWA)为9000mg/m3、短时间接触容许浓度(Permissible concentration-Short Term Exposure Limit,PC-STEL)为18000mg/m3。 此外,与二氧化碳密切相关的国家法规是规定了公共场所空气中二氧化碳浓度的测定方法的国家标准《公共场所空气中二氧化碳测定方法》(GB/T 18204.24-2000) ,此标准已经被2014年9月3日发布、2014年12月1日实施的《公共场所卫生检验方法 第2部分:化学污染物》(GB/T 18204.2-2014)代替。 对于二氧化碳的检测,《公共场所卫生检验方法 第2部分:化学污染物》推荐采用的标准检测方式有3种检测方法,即不分光红外线气体分析法(最低检出浓度为0.01%)、气相色谱法(最低检出浓度为0.014%)、容量滴定法(最低检出浓度为0.001%)。

美国,美国政府工业卫生学家会议(American Conference OF Governmental Industrial Hygienists,ACGIH)阈值浓度、美国职业安全与健康管理局(Occupational Safety and Health Administration,OSHA)允许浓度值和美国国家职业安全卫生研究所(National Institute for Occupational Safety and Health,NIOSH)推荐浓度值均为5000ppm(5000×10-6)。

排放情况

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2023年政府工作报告指出:过去五年,二氧化碳排放下降14.1% 。

水泥行业排放的二氧化碳占全球人类活动总碳排放量的8%左右。

截至2023年6月,过去10年,全球温室气体排放量创下“历史新高”,每年排放的二氧化碳高达540亿吨,导致全球以前所未有的速度变暖。

利用技术

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2023年4月13日,香山科学会议第742次学术讨论会召开,专家指出:二氧化碳利用技术潜力巨大。例如用二氧化碳合成的甲醇1吨能消耗约1.4吨二氧化碳,还能通过以可再生能源替代煤炭实现再减少4吨二氧化碳排放。

截至2023年2月,我国已经投运和规划中的二氧化碳利用技术示范项目为57个,将二氧化碳高效转化为有价值的化工和生物产品的项目数量约为40%。 尔斯鲁厄理工学院(KIT)热过程工程研究所开发的技术,可从大气中直接提取二氧化碳并将其转化为炭黑。