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相似文献
 共查询到19条相似文献,搜索用时 156 毫秒
1.
CIRAS-3便携式光合仪经常在野外使用,如操作不当,可能导致测定数据难以稳定或者偏差过大,降低了测试效率,也影响研究进度.为使初学者能够快速掌握光合仪的正确操作方法,做到正确使用并获取有效的光合数据,根据使用经验,对CIRAS-3光合仪的测试原理、操作方法、注意事项、维护和保养、常见问题解决5个方面进行了分析,以期为...  相似文献   

2.
自然界中的光合作用被认为是非常重要的生化反应,它不仅为植物生长提供能量,为动物提供食物来源,而且它还维持了大气中CO2和O2含量相对稳定.每年自然界通过光合作用利用的太阳能约是人类生产生活所需能量的10倍.目前,人工光合作用越来越引起人们关注.光合作用主要包括光反应放O2和暗反应CO2固定(Calvin循环),涉及水氧化(6H2O-12e-→12 H++3 O2)和CO2还原反应(6CO2+12H++6H2O+12e-→C6H12O6+3O2+6H2O).目前,为了满足能源需求和减少温室效应, CO2还原反应(CO2RR)制备碳氢燃料成为前沿与热点研究方向.在自然界光合作用中...  相似文献   

3.
超临界二氧化碳二元体系相平衡性质的研究   总被引:10,自引:1,他引:9  
采用固定体积可视观察法测定了CO2+甲苯、CO2+环己烷、CO2+正丁醛、CO2+异丁醛、CO2+甲醇及CO2+乙醇二元体系的临界点性质,为超临界萃取和化学反应提供基础数据.在对二元体系相行为与单组分超临界相行为进行比较的基础上,对不同化学物质及不同配比的二元体系临界点与二氧化碳临界点之间的关系进行了讨论.  相似文献   

4.
利用太阳能将CO2转换为高附加值的化学品是解决化石燃料消耗过快与CO2排放过度问题的可行性方案.光电催化CO2还原可以模拟自然光合作用将CO2还原为多碳产物(C2+).然而,光电催化剂的带隙与太阳辐射光谱不匹配以及载流子的快速复合是限制人工光合作用效率的关键因素.前期研究表明,缺陷工程可有效地增加催化剂活性位点,减小半导体的带隙并增强对光子的捕获能力;而异质结的构筑则可有效提升载流子的分离效率.因此,构建具有较好可见光响应的高效半导体异质结催化剂有望实现催化材料对CO2还原能力和产物选择性的提升.本文通过对金属钛板进行电化学阳极氧化,氨气气氛煅烧得到Ti N,然后原位进行部分氧化构筑出结构新颖的Ti O2/Ti N纳米管异质结材料,再进行配体和钯量子点修饰,得到更加高效的催化电极材料Pd/R-Ti O2/TiN,并在三电极系统中研究了其光电催化CO2还原的性能.通过扫描隧道电子显微镜、透射电...  相似文献   

5.
光合作用作为地球上最重要的化学反应,是一切生命活动赖以生存的基础.光合作用分为光反应和暗反应两个阶段.通常认为,光反应阶段产生O2,暗反应阶段CO2被还原(也称“CO2同化”).尽管这一观点已被公众所熟知,但也存在诸多疑点,一些科学家(包括1931年的诺贝尔生理学或医学奖得主OttoWarburg)认为, CO2也可能在光反应阶段作为反应底物参与了产氧并被还原.然而,该观点至今没有在实验上获得充足的证据支持.那么,在光反应阶段是否能够进行CO2同化?如果能够发生,产物和机理是什么?毫无疑问,这些科学问题具有十分重要的研究价值,对这些问题的探索能帮助我们更加充分认识光合作用机制.然而,自上世纪十年代以来,相关研究已陷入停滞状态.为了解开光合作用领域的这个重要科学谜团,即在光合作用中CO2是否能通过光反应被还原,本文选取三类不同层次的光合作用体系(小球藻、叶绿体、PSII中心复合体)为研究对象,结合原位质谱、气相色谱和同位素标记等手段,设计了一系列实验,排除了...  相似文献   

6.
CO2刺激响应聚合物作为一种智能刺激响应材料,因其在可逆的调控过程中通常只涉及CO2气体的通入和排出而具有广泛的应用前景。CO2荧光传感器是将CO2的浓度变化转化为可检测到的荧光信号,可实现对CO2浓度的实时监测和可逆调控,也有助于我国如期实现2030年前碳达峰和2060年前碳中和的生态文明建设目标。本文简要介绍CO2刺激响应物质的基本原理和常见分类方式,阐述该类物质在构筑荧光传感器方面的妙用,围绕响应灵敏性、响应速率、循环使用性和抗干扰性等传感性能指标的研究成果进行讨论。最后对CO2刺激响应荧光传感器的改进方向和应用前景进行了展望。  相似文献   

7.
气候变化威胁人类的生存.化石燃料的过度使用导致CO2持续排放是引起全球变暖和气候变化的主要因素,须尽快减少CO2排放.捕获CO2并将其转化为高附加值的燃料和化学品从而循环利用是减少CO2净排放的有效措施.其中, CO2催化加氢制甲酸(HCOOH)是碳捕获与利用(CCU)的有效途径之一,其产物HCOOH可用于防腐剂、牲畜饲料抗菌剂和食品添加剂,也可作为氢载体和直接甲酸燃料电池的燃料.目前,工业上生产HCOOH的工艺包括两个步骤:甲醇和CO在强碱条件下反应生成甲酸甲酯(HCO2CH3),随后水解为HCOOH.该工艺利用来自化石燃料的两种原料,排放出大量CO2,同时在水解步骤中使用了过量的酸性水,因此对生态环境产生一定的危害.近年来,以CO2为可再生原料合成HCOOH被广泛研究,人们探索了电化学、光化学、生物和热化学反应等多种途径将CO2还原为HCOOH,以期实现CO  相似文献   

8.
李赣  罗文华  陈虎翅 《物理化学学报》2011,27(10):2319-2325
采用广义梯度密度泛函理论研究了0.25ML覆盖度下CO2在α-U(001)表面上的吸附和解离,得到了CO2的稳定吸附构型和吸附能,确定了CO2的解离过渡态和解离能垒,探讨了CO2与表面U原子的相互作用本质.结果表明CO2趋向以C(O)-U多键结合方式在α-U(001)面发生强化学吸附,吸附能为1.24-1.67 eV;C-O键的活化程度依赖于表面电子向CO2发生转移的程度.CO2与表面U原子的相互作用主要来自于U原子电子向CO2最低空轨道(LUMO)2πu转移,以及CO2πu/1πg/3σu-U 6d轨道间杂化而生成新的化学键.以形成3个C-U键和6个O-U键模式在穴位1和穴位2上发生吸附的CO2(H1-C3O6和H2-C3O6)的解离吸附能分别为3.15和3.13 eV,解离能垒分别为0.26和0.36 eV,预示着吸附CO2分于易于解离形成CO分子和O原子.  相似文献   

9.
利用循环伏安法(CV)和现场红外光谱电化学技术研究了2-氨基-3-氯-1,4-萘醌(ACNQ)在1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(BMIMBF4)中电化学捕获CO2的机理.研究结果表明,当体系中不存在CO2时,ACNQ在BMIMBF4中经历可逆的两步一电子过程;当体系中引入CO2时,电化学还原过程中形成的二价阴离子(ACNQ2-)作为亲核试剂,可攻击CO2的亲电子碳中心,形成稳定的CO2加合物.对电化学捕获CO2的化学计量进行了评估,结果表明,1摩尔的ACNQ2-可捕获1摩尔的CO2.结合B3LYP方法在6-311++G**水平上计算分析了反应中CO2加合物可能的结构.  相似文献   

10.
化石燃料的广泛使用导致大气中CO2的排放量急剧增加,进而引起全球变暖和海洋酸化等一系列问题.CO加氢(费托合成)反应是利用非石油来源的原料生产液体燃料和化学品的一种重要途径.同时,利用可再生的H2将CO2转化为高附加值的产品有利于减少对化石燃料的依赖,减轻由于大气中CO2浓度过高带来的负面影响.开发新型、高效、稳定的催化剂是费托合成和CO2加氢制高附加值烃的关键因素之一.Fe基、Co基和Ru基催化剂是费托合成中常用的催化剂.而在CO2加氢反应中,Co基和Ru基催化剂上主要发生甲烷化反应,几乎没有长链烃生成.Fe基催化剂在费托合成和CO2加氢反应中均表现出优异的催化生成长链烃性能.同时,Fe储量丰富和价格便宜的特点也促进Fe基催化剂在两个反应中的广泛应用.一般认为,在Fe基催化剂上CO2通过逆水煤气变换反应生成CO,CO通过费托合成反应继续加氢生成烃类.因此,CO2加氢反应和费托合成反应有相似之处,同时也有较大的区别.本文从活性相、助剂和载体的角度综述了各组分在Fe基催化剂催化CO/CO2加氢反应中的作用,总结了其中的区别与联系.催化剂在反应中会发生复杂的相变过程,形成多种铁物种;其中,碳化铁(χ-Fe5C2,ε-Fe2C,Fe7C3和θ-Fe3C)在费托合成反应中是C-C偶联的活性相,但对于θ-Fe3C现还存在一些争议.在CO2加氢反应中Fe3O4催化逆水煤气变换反应,碳化铁催化CO加氢反应.金属助剂对CO/CO2加氢反应的促进作用较为相似,在两个反应中碱金属的促进作用最为明显.费托合成反应对载体有较强的适应性,而CO2加氢反应对载体敏感性较强,Al2O3,ZrO2和碳材料载体效果较好.本文还总结了近些年来基于对活性相、助剂和载体的深入理解设计制备的一些新型催化剂及其在费托合成和CO2加氢反应中的应用,包括具有新颖结构的催化剂、金属-有机骨架衍生催化剂以及与沸石分子筛结合的双功能催化剂.最后,还分析了目前Fe基催化剂在费托合成和CO2加氢反应应用中所面临的问题和挑战,并对未来的发展趋势进行了展望.  相似文献   

11.
本实验通过模拟植物光合作用,设计制备了新颖的光电联合催化池3D-ZnO/Ni BiVO4/FTO,用电化学沉积法制备了泡沫镍负载的ZnO纳米棒光电阴极和BiVO4光电阳极,以0.1 mol·L^−1 KHCO3水溶液作为电解质,1 mmol·L^−1曙红Y为光敏剂,在−0.6 V硅太阳电池的电压下光电催化还原CO2得到了乙醇、乙酸和甲醇,总产率22.5μmol·L^−1·h^−1·cm^−2。实现了将太阳能贮存为化学能并减少了空气中的CO2,加深了学生对绿色化学和植物Calvin循环机理的理解。  相似文献   

12.
首先制备了嫁接氨基的均苯三甲酸,同时以其为原料通过溶剂热法合成了金属有机框架材料Cu_3(NH_2BTC)_2,利用XRD、N_2吸附-脱附、热重、红外、原位红外分析等表征手段对吸附剂进行了表征,并通过固定床测量穿透曲线的方法研究其CO_2吸附性能。结果表明,氨基被成功引入Cu_3(BTC)_2骨架中。氨基修饰的Cu_3(BTC)_2对CO_2有着较高的吸附容量,在10 kPa,50℃的条件下CO_2吸附量为1.41 mmol/g,这源于材料对于CO_2同时存在着物理吸附和化学吸附。  相似文献   

13.
光催化还原CO2为碳氢燃料常被称为人工光合成技术,是21世纪的梦幻技术之一,越来越受到研究者的重视。本文综述了作者课题组在调控半导体纳米催化剂的结构及其光催化还原CO2为碳氢燃料的一些进展。  相似文献   

14.
我国正处于“碳达峰、碳中和”的关键时期,准确认识我国温室气体浓度时空格局以及变化对于评估“碳达峰”和“碳中和”行动成效非常重要。当前我国近地面温室气体高精度监测主要依赖进口的光学监测主机,单台仪器成本高且监测要素有限。为此,该研究基于传统的气相色谱法,自主设计了一套三通道气相色谱分析系统,在单台仪器上实现了5种主要长寿命温室气体(CH_(4)、CO、CO_(2)、N_(2)O和SF_(6))的高精度监测。对该系统的精密度、线性响应情况和准确度进行的针对性测试实验表明系统检测性能满足世界气象组织/全球大气观测(WMO/GAW)质控标准。针对环境浓度的CH_(4)、CO、CO_(2)、N_(2)O和SF_(6)的连续分析精密度分别达0.08%、1.90%、0.05%、0.08%、0.66%。准确度测试中,5种气体(CH_(4)、CO、CO_(2)、N_(2)O和SF_(6))使用回归方程计算所得值与标称摩尔分数间的偏差分别达0.15×10-9、0.20×10-9、0.37×10-6、0.35×10-9、0.02×10-12(摩尔分数),CH_(4)、CO、CO_(2)、N_(2)O和SF_(6)仪器响应值与标称摩尔分数的线性拟合相关系数(R2)均为0.9999,线性拟合残差和准确度基本达到WMO/GAW拓展质控目标。该系统对杭州城区大气温室气体在线连续监测结果显示,2021年5~7月期间大气CH_(4)、CO、CO_(2)和N_(2)O呈明显的日变化特征,主要受人为活动影响。综合测试和试运行结果表明,该研发系统具备良好的精密度、准确度、线性和稳定性,与目前国内广泛进口的仪器相比,具有技术自主可控、运行成本更低、自动化水平更高等优势,能满足多种温室气体在线监测研究的需求。  相似文献   

15.
Polyallylamine (PAAm) was synthesized by free radical polymerization and characterized by Fourier transform infrared resonance (FT-IR) spectroscopy, hydrogen nuclear magnetic resonance (1H NMR) spectroscopy and differential scanning calorimetry (DSC). The composite membranes were prepared by using PAAm–poly(vinyl alcohol) (PVA) blend polymer as the separation layer and polysulfone (PSF) ultrafiltration membranes as the support layer. The surface and cross-section morphology of the membrane was inspected by environmental scanning electron microscopy (ESEM). The gas transport property of the membranes, including gas permeance, flux and selectivity, were investigated by using pure CO2, N2, CH4 gases and CO2/N2 gas mixture (20 vol% CO2 and 80 vol% N2) and CO2/CH4 gas mixture (10 vol% CO2 and 90 vol% CH4). The plots of gas permeance or flux versus feed gas pressure imply that CO2 permeation through the membranes follows facilitated transport mechanism whereas N2 and CH4 permeation follows solution–diffusion mechanism. Effect of PAAm content in the separation layer on gas transport property was investigated by measuring the membranes with 0–50 wt% PAAm content. With increasing PAAm content, gas permeance increases initially, reaches a maximum, and then decreases gradually. For CO2/N2 gas mixture, the membranes with 10 wt% PAAm content show the highest CO2 permeance of about 1.80 × 10−5 cm3 (STP) cm−2 s−1 KPa−1 and CO2/N2 selectivity of 80 at 0.1 MPa feed gas pressure. For CO2/CH4 gas mixture, the membranes with 20 wt% PAAm content display the highest CO2 permeance of about 1.95 × 10−5 cm3 (STP) cm−2 s−1 KPa−1 and CO2/CH4 selectivity of 58 at 0.1 MPa feed gas pressure. In order to explore the possible reason of gas permeance varying with PAAm content, the crystallinity of PVA and PAAm–PVA blend polymers was measured by X-ray diffraction (XRD) spectra. The experimental results show an inverse relationship between crystallinity and gas permeance, e.g., a minimum crystallinity and a maximum CO2 permeance are obtained at 20 wt% PAAm content, indicating that the possibility of increasing CO2 permeance with PAAm content due to the increase of carrier concentration could be weakened by the increase of crystallinity.  相似文献   

16.
The interdependence of pH, CO2 and O2 during chemical and biochemical processes has driven the need to monitor them simultaneously, continuously and in situ, in order to exert better control over such reactions. We present the fabrication and performance of a multi-analyte imaging fiber sensor that allows pH, CO2 and O2 to be monitored simultaneously with rapid response. Sensing elements are fabricated by covalently immobilizing fluorescent indicators within polymer matrices via photopolymerization, resulting in the formation of distinct regions of analyte-sensitive polymer at the fiber's distal end. The multianalyte sensor's working range is 0%–100% for O2 and 0%–10% for CO2 in the pH range 5.5–7.5. The sensor was used to monitor the pH, CO2 and O2 changes during a beer fermentation.  相似文献   

17.
Ben-Yaakov S  Guterman H 《Talanta》1984,31(12):1095-1099
The mechanism of CO2-exchange between the atmosphere and sea-water was re-examined by simultaneously measuring pH and pO2 in artificial sea-water exposed to CO2 and air atmospheres. The data were fitted to an exchange model by using both the differential and integral forms of the diffusion equation. It was found that the pH and pO2 data support the assumption that the exchange for these gases is driven by the gradient of the partial pressure of the gas across the imaginary solution-gas boundary layer (the z layer) and is not affected by chemical reaction or hydration rate under the experimental conditions used, viz. 1–100 meq/l., alkalinity, pH 4.5–8.3 and z-layer thickness 2–500 μm. It is concluded that the rate of hydration of CO2 plays an insignificant role in the exchange mechanisms between the atmosphere and the oceans.  相似文献   

18.
Artificial photosynthesis is an ideal method for solar-to-chemical energy conversion, wherein solar energy is stored in the form of chemical bonds of solar fuels. In particular, the photocatalytic reduction of CO2 has attracted considerable attention due to its dual benefits of fossil fuel production and CO2 pollution reduction. However, CO2 is a comparatively stable molecule and its photoreduction is thermodynamically and kinetically challenging. Thus, the photocatalytic efficiency of CO2 reduction is far below the level of industrial applications. Therefore, development of low-cost cocatalysts is crucial for significantly decreasing the activation energy of CO2 to achieving efficient photocatalytic CO2 reduction. Herein, we have reported the use of a Ni2P material that can serve as a robust cocatalyst by cooperating with a photosensitizer for the photoconversion of CO2. An effective strategy for engineering Ni2P in an ultrathin layered structure has been proposed to improve the CO2 adsorption capability and decrease the CO2 activation energy, resulting in efficient CO2 reduction. A series of physicochemical characterizations including X-ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), transmission electron microscopy (TEM), high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM), and atomic force microscopy (AFM) were used to demonstrate the successful preparation of ultrathin Ni2P nanosheets. The XRD and XPS results confirm the successful synthesis of Ni2P from Ni(OH)2 by a low temperature phosphidation process. According to the TEM images, the prepared Ni2P nanosheets exhibit a 2D and near-transparent sheet-like structure, suggesting their ultrathin thickness. The AFM images further demonstrated this result and also showed that the height of the Ni2P nanosheets is ca 1.5 nm. The photoluminescence (PL) spectroscopy results revealed that the Ni2P material could efficiently promote the separation of the photogenerated electrons and holes in [Ru(bpy)3]Cl2·6H2O. More importantly, the Ni2P nanosheets could more efficiently promote the charge transfer and charge separation rate of [Ru(bpy)3]Cl2·6H2O compared with the Ni2P particles. In addition, the electrochemical experiments revealed that the Ni2P nanosheets, with their high active surface area and charge conductivity, can provide more active centers for CO2 conversion and accelerate the interfacial reaction dynamics. These results strongly suggest that the Ni2P nanosheets are a promising material for photocatalytic CO2 reduction, and can achieve a CO generation rate of 64.8 μmol·h-1, which is 4.4 times higher than that of the Ni2P particles. In addition, the XRD and XPS measurements of the used Ni2P nanosheets after the six cycles of the photocatalytic CO2 reduction reaction demonstrated their high stability. Overall, this study offers a new function for the 2D transition-metal phosphide catalysts in photocatalytic CO2 reduction.  相似文献   

19.
利用热天平对比研究了大同煤及煤焦在O2/N2、O2/CO2和O2/H2O/CO2中的燃烧行为,探讨CO2和H2O气化反应对其富氧燃烧特性的影响。结果表明,在5%氧气浓度下,煤粉在O2/N2、O2/CO2和O2/H2O/CO2中的燃烧速率按顺序依次降低。氧气浓度降低到2%,由于CO2和H2O气化反应的作用,煤粉在高温区的整体反应速率按顺序依次增大。当氧气浓度为5%时,煤焦在O2/CO2中的燃烧速率要低于O2/N2中的燃烧速率,但燃烧反应推迟后气化反应的参与使得煤焦在O2/H2O/CO2中的整体反应速率显著升高。当氧气浓度降低到2%后,随着温度的升高,在CO2气化反应的作用下,煤焦在O2/CO2中的整体反应速率逐渐高于O2/N2中的燃烧速率。在O2/H2O/CO2中,由于H2O在共气化中起主要作用,煤焦在O2/H2O/CO2高温区的整体反应速率进一步升高。动力学分析表明,在5%氧浓度时,煤焦在O2/N2、O2/CO2和O2/H2O/CO2中的表观活化能依次升高。随着氧气浓度的降低,在不同反应气氛中的表观活化能均有所下降。  相似文献   

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