CO_2含量加倍引起的气候变化的数值模拟研究

在本工作中,大气物理所两层全球大气环流模式同60m深的混合层海洋模式及热力学海冰模式耦合起来,模拟了现代气候(1×CO_2)及CO_2含量加倍后的气候,进而研究了CO_2含量加倍后引起的全球气候变化。CO_2含量加倍后,全球表面气温上升1.75℃。模拟出的气候变化存在着很大的区域差异和季节差异,北半球高纬区和南极区增温幅度较大。而陆地区域的增温幅度又大于海洋区域的增温幅度;降水在热带及高纬区一般是增多而副热常区一般减少。另外,两个半球均是冬季增暖强一些。中国西南和华北地区夏季降水减少,而冬季增多。     

二氧化碳的捕集、存储及转化

2009年哥本哈根全球气候大会之后,如何减排导致全球气候变暖的温室气体之一的CO₂,并能将CO₂转化成有用化工产品成为当前全球研究的热点.本文总结了至今在CO₂捕集、存储和转化方面的进展工作.另外,结合各种CO₂利用技术的原理和特点,总结出这些技术的优势与不足,对CO₂的利用前景进行了展望.     

温室气体及其全球增暖潜势

本文介绍全球气候变暖和温室效应增强的严重事实；本世纪９０年代提出的“气候变化的辐射强迫”概念；不同温室气体的源和汇及全球增暖潜势     

CO_2捕集炭膜的前驱体结构设计及性能

从分子结构设计出发,合成了一系列新型刚性、高自由体积的聚酰亚胺炭膜前驱体,并制备了炭膜.采用热重分析(TGA)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)研究了不同聚酰亚胺前驱体的热分解特性及在热解炭化过程中化学结构、微结构的变化规律;测试了所制备炭膜的气体分离性能.结果表明,前驱体的自由体积分数显著影响炭膜的气体分离性能;聚合物结构越具刚性,自由体积越大,所得炭膜结构越疏松,极微孔道尺寸越大,越有利于气体分子在炭膜极微孔道中的渗透、扩散与传输.其中,刚性大体积基团芴基、酚酞cardo基团和六氟异丙基的引入能有效破坏分子链间的堆积,提高聚合物的自由体积,所形成炭膜的结构较疏松,均表现出优异的气体渗透性和分离选择性,超越了Robeson上限,解决了传统炭膜气体渗透性能低的问题.特别是采用羟基官能化聚酰亚胺前驱体制备的炭膜在保持较高气体分离选择性的同时,CO_2气体的渗透性高达24770 Barrer(1 Barrer≈7.5×10-18m2·s-1·Pa-1),可实现对CO_2的有效分离和捕集,展现出良好的商业化应用前景.     

气候变化对青海湖水情的影响——Ⅱ.历史时期分析和未来情景研究

本文依据古青海湖及其环境的演变,描述了青海湖地区自冰后期以来的气候变化;重建的7kaB.P.以来湖区气候变化序列反映了历史气候变化过程中,冷、暖、干、湿相应干不同时间尺度的不同组合;初步推断了东亚地区6ka.B.P.和500a.B.P.时期,分别代表暖湿和冷干气候的盛行环流型;最后,对未来气候变化及其对湖泊水情的影响进行了情景研究和估计。     

缓蚀剂复合乙醇胺捕集CO_2及缓蚀作用研究

乙醇胺(MEA)是一种常用的CO2吸收剂,具有较强的碱性和对金属的腐蚀性。高纯度的MEA对碳钢的腐蚀性很小,但吸收CO2后腐蚀性增强。通过在MEA捕集CO2溶液中加入钼酸钠(a)、乙酸锌(b)和乙二胺四乙酸四钠(c)三种缓蚀剂,采用失重法研究了不同的缓蚀剂对60#钢的缓蚀性能。结合MEA吸收剂对CO2的吸收速率和吸收量的测试,通过正交试验筛选出适宜的复配缓蚀剂组成。结果表明,当复配缓蚀剂为60mg/L a、5mg/L b和20mg/L c时,吸收液对60#钢的缓蚀率为73.10%。与单一缓蚀剂相比,复配缓蚀剂具有更显著的缓蚀性能。利用XRD测试出腐蚀产物主要是α-FeO(OH),应用SEM观察了60#钢试片的表面形貌,根据测试结果探讨了腐蚀机理。     

《京都议定书》要减排哪些温室气体

《联合国气候变化框架公约--京都议定书》于2005年2月16日正式生效,本文介绍全球气候变暖的最新趋势,什么是温室气体,温室气体对于全球气候变暖的贡献大小所取决的主要因素,《京都议定书》要求减排的主要温室气体。     

气候变化对青海湖水情的影响——Ⅰ.近30年时期的分析

本文以青海湖作例,分析了近30年时期青海湖流域的气候振动和水文变化,并利用水量平衡模型描述了气候变化对湖泊水情不可低估的影响,指出冷湿气候和暖干气候分别是湖泊扩张和萎缩的主要推动者,而环流异常分析及其诊断计算则表明,流域气候变化与大气环流的异常存在着密切关系。     

高寒山区流域的水量平衡模型及气候变暖趋势下径流的可能变化——以天山乌鲁木齐河为例

根据全球气候变暖和该区温度升高的趋势,我们用水量平衡模型估算了当CO_2倍增时,温度升高2℃和4℃及相应的假设降水量变化为0,±10％,±20％10种气候情景下的径流变化,结果表明:在高寒山区,没有冰川或冰川分布较少的流域,径流量的变化主要依赖于降水量的变化.温度变化对径流的影响,随着降水量的增加而明显起来.但冰川径流对温度变化的反应较前者敏感的多.     

膜吸收-再生循环技术捕集CO_2操作性能及其参数优化研究

采用N-甲基二乙醇胺(MDEA)+哌嗪(PZ)复合溶液作为捕集CO2吸收剂,研究了膜吸收-再生循环装置的操作性能,考察了气液流量、吸收剂浓度和再生电压等因素对捕集率和传质通量的影响,采用正交实验方法,优化操作条件,确定最佳操作方案。结果表明,气体流量对捕集率的影响明显大于液体流量的影响;气体流量增大对传质通量影响不明显;吸收剂浓度的增大使传质通量迅速增大,但大于一定值时通量不再增大;正交实验得出最佳操作条件为液体流量110 mL/min、气体流量0.65 L/min、吸收剂总浓度2.5 mol/L和再生电压210 V,捕集率大于95%,传质通量维持在5.86×10-4mol/(m2.s)。     

世界化工减排技术刍议

气候变暖,威胁着全地球人类,日益增长的物质需求促进工业大规模发展,人类环保意识的欠缺,让赖以生存的环境发生了巨大的改变.世界气候大会的召开,提醒我们需时刻关注我们周围的环境.化工减排技术在控制温室效应中直接或间接地发生作用,大力开展CO2减排技术是人类走可持续发展道路的保证.     

离子液体捕集CO2

CO₂是导致温室效应的最主要成分,因此碳捕集技术的研究受到学术界和产业界的高度重视。离子液体具有不挥发、不燃烧、热稳定性好、溶解能力强、结构和性质可调节并可循环使用等特性,在CO₂的吸收/分离领域展现了广阔的应用前景。本文系统地综述了近年来常规离子液体、功能化离子液体、支撑离子液体膜、聚合离子液体以及离子液体与分子溶剂的混合物在捕集CO₂方面的研究进展;讨论了离子液体的阳离子结构、阴离子类型、烷基链长度、阴/阳离子的氟化程度和功能化、离子液体的负载作用和聚合效应以及体系的温度和压力对CO₂选择性捕集性能的影响;分析了可能的捕集机理以及各种捕集方法的优点和缺点;提出了目前需要进一步研究的若干重要问题,并对其发展前景进行了展望。     

改性蓝藻基活性炭的制备及常压下对CO_2的捕集性能

以蓝藻为前驱体,采用KOH活化法制备了一系列蓝藻基活性炭;探讨了活化时间、活化温度以及碱炭比等活化参数对其孔结构的影响;进一步分别用HNO_3,HPO_4和NH_3·H_2O进行二次改性,制备了N或P原子掺杂的改性蓝藻基活性炭,研究了不同改性活性炭在25℃和1.01×10~5Pa条件下对CO_2的吸附捕集性能.结果表明,KOH活化的最佳活化时间为2 h,活化温度800℃,碱炭比为2.样品ACK-2-8在该条件下对CO_2的吸附量达到3.85 mmol/g.二次改性后的样品ACK-2-8-1,ACK-2-8-2和ACK-2-8-3对CO_2的吸附量分别高达4.41,3.97和4.63 mmol/g.N的掺杂有利于CO_2的吸附捕集.多批次重复再生实验结果表明,本材料对CO_2吸附再生具有较稳定的重复利用性.     

气候变化中的化学问题

气候变化是一个复杂体系中的科学问题。探讨大气中化学组分及化学过程的气候效应是目前这一研究的活跃领域。大气氧化剂和颗粒物是我国城市和区域大气中的关键污染物,在气候变化中也具有不容忽视的作用,分析和估算其直接和间接的气候效应,有助于丰富和完善对气候变化过程的科学认识。     

气候变化对持久性有机污染物环境过程与生态效应的影响

气候变化对持久性有机污染物(POPs)的影响是目前环境科学领域普遍关注的热点问题。本文介绍了气候变化如何影响POPs向环境的排放、长程传输、环境归趋和对人类与环境的暴露。同时,也强调减缓气候变化的政策和措施与POPs的消除和管理之间的协同作用。为了更好地在国家、区域以及全球成功履行《斯德哥尔摩公约》,本文基于现有的关于POPs和气候变化相互影响效应的知识,从管理和政策层面上给出了建言。     

中国近2000年来气候演变的阶段性

对中国古文献记录的气候信息分析发现,中国气候变化是由一系列突变构成的,主要的变化发生在280’s A.D.,490's A.D.,880's A.D.和1230—1260’s A.D.附近。其中又以1230—1260’s A.D.的变化最为明显,它开始了中国现代季风气候结构。研究还表明,在280’s—1230’s A.D.间中国气候可能进入一个混沌阶段,而且880’s—1230’s A.D.间,这种特征特别明显。     

CO_2均相催化氢化研究进展

由于近年来可持续发展战略的兴起和对全球变暖问题关注,二氧化碳(CO_2)作为资源用于化学合成已经引起越来越多化学家的兴趣.而在利用CO_2的研究中,催化氢化CO_2是CO_2资源利用的重要手段之一,均相催化反应具有反应条件温和、活性高及催化体系易于调控等优点,使得CO_2均相催化氢化尤其是催化生产甲酸、甲醛、甲醇以及胺类化合物衍生物等方面成为当前CO_2资源合理利用的重要课题,具有广阔的应用前景.对近年来金属有机络合物催化的均相氢化CO_2的研究进展进行了综述,主要介绍了催化生产甲酸、甲醛、甲醇以及作为C1合成子方面中的均相催化剂的种类与结构、活性与选择性以及均相催化氢化CO_2的反应机理等方面的研究.     

将CO_2通入AgNO_3溶液中能产生Ag_2CO_3沉淀吗?

《化学教育》1986年第三期刊登一篇题为"也谈碳酸银的颜色"一文,该文中有这样的实验结果:"将CO_2通入0.5mol·L~(-1)的AgNO_3溶液中,产生浅黄色沉淀."我们按此进行实验,结果并没有观察到有浅黄色沉淀产生.我们又把CO_2分别通入1mol·L~(-1)、5mol·L~(-1)     

敦德冰帽中的小冰期气候记录

本文讨论了敦德冰帽中小冰期以来的气候变化,在敦德冰帽记录中,自公元1400年以来,有3次冷期、3次暖期,最冷是在17世纪,但敦德冰帽记录与上海冬温记录的比较发现,中国东西部气候变化又有时间的差异性,总的趋势是西部的变暖、变冷过程早于东部,在敦德冰帽中,目前已处于异常温暖期,而在上海冬温记录中,并没有敦德冰帽记录那么明显,除了中国东西部气候变化可能有时间差异这一原因外,另一可能原因是CO_2温室效应所产生的增温过程,在地处中国西部中纬内陆地区的敦德冰帽地区可能已有所反映。     

湿磨法制备纳米Li_4SiO_4材料用于高温捕集CO_2

采用不同硅源、锂源以湿磨法结合高温焙烧制备了纳米Li_4SiO_4材料,利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)表征了合成材料的结构和表面形貌,利用热重分析仪(TG)研究了Li_4SiO_4材料高温下的CO_2吸收性能和循环使用稳定性。结果表明,湿磨法制备的Li_4SiO_4材料在550℃、2.5×104Pa下,10min可达吸收平衡,平衡吸收量为27.9%(质量分数),经五次吸收-解吸后仍保持初始吸收性能,显示了良好的循环稳定性。将25%CO_2-25%N2-50%He混合气通过Li_4SiO_4材料床层,发现在550℃下,CO_2能被高效捕集,在相对湿度为10%的水汽存在下,Li_4SiO_4捕集CO_2的性能没有明显下降。