二氧化碳排放造成的溫室效應(yīng)，已經(jīng)成為世界上最受關(guān)注的環(huán)境問題之一。從碳平衡觀點應(yīng)對全球變暖問題，主要有兩大途徑：一是大力推廣節(jié)能減排技術(shù)，使用低碳或無碳燃料，減少溫室氣體的排放，實現(xiàn)源頭控制；二是將二氧化碳看作取之不盡、用之不竭的廉價資源材料，采用化學(xué)方法將其固定為大宗化工原料，從而實現(xiàn)變廢為寶的目標。

目前，全世界每年有近1.1億噸二氧化碳被化學(xué)固定，尿素是固定二氧化碳的最大宗產(chǎn)品，其次是無機碳酸鹽，以及將二氧化碳加氫還原合成為一氧化碳。此外，二氧化碳還被用于合成藥物中間體水楊酸等。

化學(xué)方法利用二氧化碳的重點是使惰性二氧化碳活化，從而作為碳或碳氧資源加以利用，這是科技界和產(chǎn)業(yè)界夢寐以求的目標。根據(jù)二氧化碳分子結(jié)構(gòu)特性，其化學(xué)利用不外乎兩個方面。

其一，僅作為碳資源使用。目前，利用二氧化碳合成甲醇和甲酸是該領(lǐng)域研究的重點。存在的問題是甲醇和甲酸的附加值不夠高，制備過程和催化體系的經(jīng)濟性有待提高。同時該過程需要消耗大量的氫氣，因而氫氣來源也是制約這一領(lǐng)域發(fā)展的重要瓶頸之一。

2007年11月，美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室科學(xué)家杰弗里·馬丁和威廉·庫比茨提出了“綠色自由”概念，即生產(chǎn)碳平衡的合成燃料和化學(xué)品的概念，具體過程分3個步驟：第一步，利用濃碳酸鉀溶液吸收空氣中的二氧化碳；第二步，采用電解法把二氧化碳從溶液中提取出來，同時將水分解成氫氣和氧氣；第三步，將氫氣和二氧化碳轉(zhuǎn)化為合成燃料或有機化學(xué)品。“綠色自由”概念提出了將二氧化碳轉(zhuǎn)化成汽油的設(shè)想，引起全世界轟動，但應(yīng)看到它還處于概念階段。

其二，作為碳氧資源同時使用。利用二氧化碳和氨合成尿素是二氧化碳規(guī)模固定和利用的最成功典范，而且，以尿素為基礎(chǔ)合成碳酸二甲酯等化學(xué)品也是化學(xué)利用二氧化碳的重要途徑。

目前，以二氧化碳和環(huán)氧化物共聚物為代表的二氧化碳基塑料已經(jīng)成為研發(fā)的熱點。這類塑料具有可降解的特點，有助于解決塑料“白色污染”，是世界上發(fā)展最快的塑料品種之一，在世界范圍內(nèi)具有3000萬噸以上的市場�；诙趸脊簿畚锏纳锝到馑芰嫌捎诙趸嫉闹亓亢砍^40％，具有相當?shù)某杀緝?yōu)勢，若能進一步改善塑料的性能，不僅有助于解決生物降解塑料的高成本問題，還將成為生物降解塑料的主導(dǎo)品種之一，為二氧化碳的化學(xué)固定提供了一個新的思路。目前，日本的新能源和產(chǎn)業(yè)開發(fā)綜合部正在支持企業(yè)實現(xiàn)二氧化碳基塑料的產(chǎn)業(yè)化，德國南方化學(xué)公司和美國Novomer公司也在建設(shè)二氧化碳基塑料生產(chǎn)線。

此外，二氧化碳的生物轉(zhuǎn)化也越來越受重視。可利用二氧化碳養(yǎng)殖生長周期短的植物生產(chǎn)液體燃料，或養(yǎng)殖藻類生產(chǎn)生物燃料，盡管該技術(shù)尚處于發(fā)展初期，但已經(jīng)引起各國廣泛關(guān)注。

除了化學(xué)固定，二氧化碳還有與人們?nèi)粘Ｉ蠲芮邢嚓P(guān)的許多物理利用，現(xiàn)每年用量高達1800萬噸，主要用于碳酸飲料、焊接保護氣、煙絲膨化劑、滅火劑等。物理利用在原料和能耗上對自然界的碳平衡是有貢獻的。

  使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環(huán)保網(wǎng)”