施云海房鼎業(yè)CO2是工業(yè)燃料的主要產(chǎn)物，目前全球每年有大量的CO2排放到大氣中，預(yù)計(jì)到2030年CO2濃度將達(dá)到工業(yè)革命前的2倍，使海平面上升20～140cm，引發(fā)全球“溫室”災(zāi)難。而另一方面，CO2又是一種廉價的碳資源，具有巨大的使用價值。當(dāng)前，人們主要用其生產(chǎn)液體CO2、合成尿素和甲醇等，消費(fèi)量尚不足1億噸／年，可拓展空間很大。于是，CO2的大量回收利用和再資源化已成為世界各國關(guān)注的焦點(diǎn)。 < br>    傳統(tǒng)的碳資源即為石油、煤炭和天然氣等礦物質(zhì)，都是不可再生能源，預(yù)計(jì)到2020年，連續(xù)地開采將使這些能源日顯枯竭，凸現(xiàn)“碳源危機(jī)”。而大氣和水中的CO2約含碳1×1014噸，相當(dāng)于煤和石油含碳量的10倍左右。而潛在的CO2——碳酸鹽在自然界中分布極為廣泛，含碳量更高，約為1×1016噸。因此，研究將CO2作為21世紀(jì)的新碳源，既可規(guī)避因不可再生能源的大量消耗而導(dǎo)致的“碳源危機(jī)”，又可有效解決“溫室”災(zāi)難。
    人們對CO2的研究和開發(fā)大致經(jīng)歷了三個階段：首先是CO2的一般研究應(yīng)用階段，主要是將CO2作為一般的非金屬化合物進(jìn)行研究，根據(jù)其物化性質(zhì)進(jìn)行開發(fā)和應(yīng)用；其次是溫室氣體效應(yīng)階段，主要采用物理方法，即通過減少排放CO2的量來控制大氣中CO2含量，而化學(xué)轉(zhuǎn)化CO2的方法大多處于實(shí)驗(yàn)室研究階段，能工業(yè)化的為數(shù)不多，因此，被轉(zhuǎn)化利用的CO2量很少，大氣層中CO2的含量仍逐年上升；再次是以CO2作為“新碳源”階段，上個世紀(jì)70年代的全球能源危機(jī)使人們清楚地認(rèn)識到地球礦產(chǎn)資源的有限性，開始逐漸注重利用來源豐富的CO2作為新碳源的研究。CO2作為新碳源主要可分為物理應(yīng)用和化學(xué)應(yīng)用，物理應(yīng)用首先是超臨界CO2流體的技術(shù)。超臨界CO2(SFC－CO2）流體溫度和壓力不高、易實(shí)現(xiàn)，具有無毒、無污染、價廉、產(chǎn)品易純化分離等優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛用作工業(yè)萃取溶劑和反應(yīng)介質(zhì)。作為萃取劑，是利用SFC－CO2溶劑處于超臨界狀態(tài)時具備的強(qiáng)溶解能力和低粘度來分離特定物質(zhì)。
    SFC－CO2用作反應(yīng)介質(zhì)具有傳質(zhì)、傳熱速度快，不導(dǎo)致鏈轉(zhuǎn)移，對單體和聚合物的溶解能力可調(diào)節(jié)等優(yōu)點(diǎn)。SFC－CO2的溫和溫度適合于酶催化反應(yīng)，產(chǎn)物不會熱分解且易于分離回收，無溶劑殘留。在SFC－CO2環(huán)境中進(jìn)行的聚合反應(yīng)多為沉淀聚合，1992年T.M.Desimon首次成功地完成了含F(xiàn)單體FOA在SFC－CO2中的均相聚合，為該類研究開辟了新的途經(jīng)。
    CO2的另一物理應(yīng)用是作為果蔬保鮮劑。CO2自然降氧、氣調(diào)保鮮是國際上廣泛應(yīng)用的方法。氣調(diào)保鮮是通過注入高濃度的CO2來降低貯存空間的氧含量來抑制果蔬的生物呼吸、制止病菌生長。因其不含化學(xué)防腐劑且使果蔬儲藏時間變長而深受人們歡迎。
    作為物理應(yīng)用，CO2還可用于三次采油以提高石油采收率。通常，大型油田要分三次采油。經(jīng)過一、二次采油后，殘留于油巖中的60％～70％的原油是三次采油的主要對象。在一次或二次采油的末期，因毛細(xì)管張力作用，使大多數(shù)殘留于油巖中的原油以非連續(xù)相液滴狀態(tài)或連續(xù)相低飽和度狀態(tài)存在，因此原油很難流動。注入CO2后，根據(jù)不同儲油層地區(qū)條件和原油參數(shù)，可能形成單一的混合相或動態(tài)混相或非混驅(qū)相等幾種情況，使得原油粘度、密度和壓縮性發(fā)生改良變化，達(dá)到驅(qū)油、提高原油的采收率的目的。
    CO2作為新碳源的另一大應(yīng)用就是化學(xué)應(yīng)用。化學(xué)轉(zhuǎn)化是CO2作為新碳源的重點(diǎn)研究課題，也是從根本上解決“溫室效應(yīng)”的關(guān)鍵所在，當(dāng)前進(jìn)展主要表現(xiàn)在無機(jī)和有機(jī)精細(xì)化學(xué)品、高分子材料、大宗化學(xué)品以及電、光、生物轉(zhuǎn)化等各個領(lǐng)域。盡管大多仍處于實(shí)驗(yàn)室階段，但有的已接近或達(dá)到工業(yè)化水平。主要應(yīng)用領(lǐng)域有：———以CO2為原料生產(chǎn)輕質(zhì)納米級超細(xì)活性碳酸鈣或碳酸鎂超細(xì)碳酸鈣（CaCO3）是為橡膠、塑料、涂料、醫(yī)藥、建材及日用化工等行業(yè)廣泛應(yīng)用的添加劑，高檔超細(xì)CaCO3產(chǎn)品的研制是納米材料科學(xué)的前沿課題，“碳化法”是目前國內(nèi)外制備CaCO3普遍采用的方法。
    ——用CO2生產(chǎn)有機(jī)化學(xué)品以CO2為原料合成的有機(jī)化合物種類眾多，如C1～C3的醇或更高級的醇、C1～C3的有機(jī)酸、有機(jī)胺、二甲醚、乙烯、液態(tài)烴和汽油、酯和碳酸酯類等。CO2是熱力學(xué)十分穩(wěn)定的化合物，以CO2為原料生產(chǎn)的產(chǎn)品都是CO2的還原產(chǎn)物，要想完成這種轉(zhuǎn)化必須對CO2進(jìn)行活化，也就是必須向CO2輸入很高的電子形式的能量。這種活化過程通常可以通過直接電還原、還原活化或過渡金屬配位還原，或模擬光合作用即酶催化光還原來實(shí)現(xiàn)。
    ——以CO2制取高聚物CO2作為單體在特殊的催化劑作用下，與環(huán)氧化物共聚可得到高分子量的聚碳酸酯，與氟雜環(huán)丙烷類共聚生成含氨基甲酸乙酯鏈的聚合物；在吡啶和亞磷酸酯作用下，CO2和二胺類共聚可得到合成聚脲。此外，在特殊催化劑作用下共聚可制得聚酯、聚酮、聚醚等。
    ——CO2催化加H2制取甲醇這是有效利用CO2的一個極為的重要途徑，也是今后CO2作為“新碳源”的一個重要方向。今后開發(fā)的重點(diǎn)不僅在于研制新型高活性的催化劑，也應(yīng)考慮如何開發(fā)廉價的氫，如采用太陽能分解水制取氫等，從而大大促進(jìn)CO2與氫合成甲醇工藝的發(fā)展。