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66
。
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67
。
2024年3月19日,世界气象组织发布《2023年全球气候状况报告》,数据显示,2023年,二氧化碳浓度在2022年创纪录的水平上继续上升,其中二氧化碳的浓度水平比工业化前水平高50%69
。
2024年10月28日,世界气象组织发布的《温室气体公报》显示,2023年大气中二氧化碳浓度增加了2.3ppm(1ppm为百万分之一)。2023年全球平均地表二氧化碳浓度达到420.0ppm
碳氧三键(键长为113pm)之间,故co2中的碳氧键具有一定程度的三键特征。
现代科学家一般认为co2分子的中心原子碳原子采取sp杂化,2条sp杂化轨道分别与2个氧原子的2p轨道(含有一个电子)重叠形成2条σ键,碳原子上互相垂直的p轨道再分别与2个氧原子中平行的p轨道形成2条大π键27
。
co2的临界温度为304.2k,室温下加压即可液化。液态co2蒸发时吸收大量的热,这样就把一部分co2冷凝成雪花状固体二氧化碳,通常叫干冰。干冰是一种很好的冷冻剂,其冷冻程度可达203k到193k。干冰是由co2分子组成的晶体,属立方晶系,晶胞参数a为557.5pm(83k),品胞中包含4个co2分子、晶体由直线形
pa。随着温度和压力的变化,co2的相态可呈气相、液相或固相变化,co2需加压到5.1
倍大气压力以上会以液态存在,在
5.1个大气压下的液化点为-56.55°c。二氧化碳临界压力、温度分别是7.38
mpa、31.4°c,三相点压力为0.52
mpa,温度为-56°c。压力低于0.7
mpa时,co2仅有两种相态,即气相和固相,温度降低时,co2会从气态直接转变为固态78
。当物质处在临界压力与临界温度以上的状态时,此时该物质所处的状态就是超临界状态,被称为超临界流体。超临界状态下,物质的相态介于气态与液态之间,超临界流体的粘度和表面张力接近气体的性质,密度范围更接近液体的性质,扩散系数和热力学电导率介于气体和液体之间,既具有气体的流动性,又具有液体的溶解性
77
。
二氧化碳相图
化学性质
二氧化碳是碳氧化合物之一,是一种无机物,不可燃,通常也不支持燃烧,低浓度时无毒性。它也是碳酸的酸酐,属于酸性氧化物,具有酸性氧化物的通性,其中碳元素的化合价为+4价,处于碳元素的最高价态,故二氧化碳具有氧化性而几乎无还原性,但氧化性不强29
。
1.酸性氧化物的通性
1-1.和水反应
二氧化碳可以溶于水并和水反应生成碳酸,而不稳定的碳酸容易分解成水和二氧化碳,相应的化学反应方程式为:
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