二氧化碳(carbondioxide),一種碳氧化合物,化學(xué)式為CO2,化學(xué)式量為44。0095,常溫常壓下是一種無(wú)色無(wú)味或無(wú)色無(wú)臭而其水溶液略有酸味的氣體,也是一種常見(jiàn)的溫室氣體,還是空氣的組分之一(占大氣總體積的0。03%-0。04%)。②石油、石臘、煤炭、燃燒過(guò)程中,也要釋放出二氧化碳。③石油、煤炭在生產(chǎn)化工產(chǎn)品過(guò)程中,也會(huì)釋放出二氧化碳。這個(gè)過(guò)程的簡(jiǎn)單機(jī)理為:在初始階段,二氧化碳被吸附在陰極催化劑表面,形成中間產(chǎn)物;然后電子在兩個(gè)電極間電勢(shì)差的作用下發(fā)生轉(zhuǎn)移,轉(zhuǎn)移數(shù)可能是2、4、6、8、12,還原產(chǎn)物隨電子轉(zhuǎn)移數(shù)的不同而可能是、甲酸根、甲酸、、和乙烯等。由于是在水溶液中,也會(huì)發(fā)生析氫反應(yīng),從而產(chǎn)生氫氣。
由于還原二氧化碳需要的活化能較高,這個(gè)過(guò)程需要加一定高電壓后才能實(shí)現(xiàn),而在陰極發(fā)生的氫析出反應(yīng)的程度隨電壓的增加而加大,會(huì)抑制了二氧化碳的還原,故二氧化碳的還原需要有合適的催化劑,以致二氧化碳的電化學(xué)還原往往是個(gè)電催化還原過(guò)程。在物理性質(zhì)方面,二氧化碳的熔點(diǎn)為-56。6℃(527kPa),沸點(diǎn)為-78。5℃,密度比空氣密度大(標(biāo)準(zhǔn)條件下),溶于水。3世紀(jì)時(shí),中國(guó)西晉時(shí)期的張華(232年-300年)在所著的《博物志》一載了一種在燒白石(CaCO3)作白灰(CaO)過(guò)程中產(chǎn)生的氣體,這種氣體便是如今工業(yè)上用作生產(chǎn)二氧化碳的石灰窯氣。
二氧化碳?xì)怏w是大氣組成的一部分(占大氣總體積的0。03%-0。04%),在自然界中含量豐富,其產(chǎn)生途徑主要有以下幾種:①有機(jī)物(包括動(dòng)植物)在分解、發(fā)酵、腐爛、變質(zhì)的過(guò)程中都可釋放出二氧化碳。17世紀(jì)初,比利時(shí)醫(yī)生海爾蒙特即揚(yáng)·巴普蒂斯塔·范·海爾蒙特,發(fā)現(xiàn)木炭燃燒之后除了產(chǎn)生灰燼外還產(chǎn)生一些看不見(jiàn)、摸不著的物質(zhì),并通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了這種被他稱為“森林之精”的二氧化碳是一種不助燃的氣體,確認(rèn)了二氧化碳是一種氣體;還發(fā)現(xiàn)燭火在該氣體中會(huì)自然熄滅,這是二氧化碳惰性性質(zhì)的次發(fā)現(xiàn)。氣態(tài)二氧化碳用于碳化軟飲料、水處理工藝的pH控制、化學(xué)加工、食品保存、化學(xué)和食品加工過(guò)程的惰性保護(hù)、焊接氣體、植物生激劑。