21世紀(jì)以來,如何實現(xiàn)二氧化碳(CO_2)的有效減排和捕集固定已經(jīng)是全球性問題�；剂系娜紵饶茉词褂眠^程中排放的大量CO_2導(dǎo)致全球氣候出現(xiàn)了不可逆轉(zhuǎn)的變化,逼迫人類加快出臺一系列應(yīng)對措施,發(fā)展一種CO_2捕集、儲存及資源化相結(jié)合的CO_2化學(xué)發(fā)展路線具有重要的環(huán)保和經(jīng)濟(jì)意義。在研究組前期工作的基礎(chǔ)上,本研究進(jìn)一步發(fā)展了系列乙二醇類二元醇和乙二胺類二元胺體系混合溶液吸收捕集CO_2系統(tǒng),對11種二氧化碳儲集材料(CO_2SM)的結(jié)構(gòu)單元和基礎(chǔ)理化性質(zhì)進(jìn)行表征。CO_2SM的結(jié)構(gòu)類似于碳酸氫銨(NH_4HCO_3),前期工作表明CO_2SM對西紅柿的發(fā)育有良好的促進(jìn)效果,繼續(xù)考察CO_2SM對同一科屬不同植物和不同科屬植物間促進(jìn)效果的差異性,對確定其在果蔬增產(chǎn)方面的應(yīng)用前景具有重要意義。同時,CO_2SM中的特征結(jié)構(gòu)-NH_3~+·~—O-C(=O)O-分子內(nèi)脫水后即可形成聚氨酯的特征官能團(tuán)-N(H)-C(=O)O-,這是CO_2SM轉(zhuǎn)化為下游高附加值的化學(xué)品,實現(xiàn)CO_2間接資源化的新思路。CO_2SM對茄科的茄子、西紅柿、青椒以及葫蘆科的黃瓜四種植物營養(yǎng)生長和生殖生長的促進(jìn)效果明顯:茄子植株相對于初始株高的增長比為4.00倍~8.68倍,平均莖干直徑為0.94 cm~1.14 cm,根系干濕比為31.01%~35.89%,最大葉片平均尺寸為9.5 cm×5.8 cm,平均果實數(shù)為4個~8個;西紅柿植株相對于初始株高的增長比為7.19倍~16.50倍,平均莖干直徑為1.06 cm~1.22 cm,根系干濕比為26.58%~39.73%,平均果實數(shù)為19個~23個;青椒植株相對于初始株高的增長比為1.40倍~4.04倍,平均莖干直徑為0.98 cm~1.16 cm,青椒植株的根系干濕比為29.84%~43.79%,平均果實數(shù)為6個~9個;黃瓜植株相對于初始株高的增長比為3.27倍~8.60倍,平均莖干直徑為0.86 cm~1.04 cm,根系干濕比為25.05%~38.78%,葉片的平均尺寸為9.5 cm×7.7 cm,平均果實數(shù)為2個~6個。CO_2SM中碳元素和氮元素在植物生長過程中協(xié)同發(fā)揮作用,促進(jìn)植物的發(fā)育生長。確定CO_2SM脫水制備聚氨酯過程最適宜的反應(yīng)條件:反應(yīng)溫度90oC、反應(yīng)時間12 h、脫水劑用量10 mL、產(chǎn)量為(2.13~2.54)g/3.0 g CO_2SM。制備的聚氨酯產(chǎn)物數(shù)均分子量為10400 g/mol~12700 g/mol,重均分子量為18400 g/mol~24100 g/mol,PDI值為1.6~1.9;聚氨酯在142oC以內(nèi)可以穩(wěn)定存在,最高完全分解溫度為409oC,最低完全分解溫度為359oC;聚氨酯均不能溶解于水。該技術(shù)路線對于課題組所制備的11種CO_2SM具有普遍適用性。
【學(xué)位單位】：內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TB34;X701
【部分圖文】：

O[2]，其他活動的排放量占14%，如圖1-1所示。圖1-1 全球人為溫室氣體占有比例Figure 1-1 Estimated shares of global anthropogenic greenhouse gas主要溫室氣體的增溫效應(yīng)和生命周期如表1-1所示，可以看出CO2對溫室效應(yīng)的貢獻(xiàn)超過60%[3]。面對全球氣候持續(xù)變暖的嚴(yán)峻形勢，我國在2014年9月頒布了《國家應(yīng)對氣候變化規(guī)劃（2014年—2020年）》，指出將在2020年實現(xiàn)非化石能源占一次能源消費的比重達(dá)到15%左右，單位GDP的CO2排放比2005年下降40% ~ 50%[4]。2017年11月6日，第23屆聯(lián)合國氣候變化大會在德國波恩舉行，世界氣象組織發(fā)布的《氣候狀況聲明》中指出，2017年1月至9月的全球平均氣溫比1981年至2010年平均值高出近0.5oC

圖1-2 CO2利用途徑Figure 1-2 Utilization ways of CO2O2合成植物生長促進(jìn)劑技術(shù)現(xiàn)狀國作為傳統(tǒng)的人口和農(nóng)業(yè)大國，為滿足眾多人口對糧食的需求，高效增產(chǎn)料市場需求十分可觀[50,51]。結(jié)合目前全球大氣 CO2濃度過高的嚴(yán)峻形勢，排號召，將工業(yè)煙氣中的 CO2捕集后應(yīng)用于生物領(lǐng)域，提高農(nóng)作物產(chǎn)量儲存和利用技術(shù)路線中很有前景的選擇[52]。目前，將捕集后的 CO2以肥用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中主要有氣態(tài) CO2施肥技術(shù)和尿（脲）基衍生物固體種形式。中國二氧化碳利用技術(shù)評估報告》將溫室大棚蔬菜作物的氣態(tài) CO2施肥O2應(yīng)用的重要技術(shù)[53]。20 世紀(jì) 70 年代末，中國首次將溫室大棚應(yīng)用于蔬產(chǎn)。據(jù)農(nóng)業(yè)部的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，1982 年至 2015 年間，中國溫室大棚作物已從 7.2 khm2增加到約 4370 khm2[54,55]

內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文上述問題表明氣態(tài) CO2施肥技術(shù)在目前還不是十分成熟。與之相比，以 CO2為原料制備的傳統(tǒng)固體肥料在促進(jìn)作物生長方面的效果更好，局限性更小，例如碳酸氫銨、尿素和復(fù)合肥料[67]。目前，化肥行業(yè)中以 CO2和氨氣為原料商業(yè)化生產(chǎn)尿素和碳酸氫銨的方法為減少 CO2的排放提供了一種有效且高附加值的途徑[689]，如圖 13 所示。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2829404