二氧化碳制取的研究十篇
时间：2023-04-08 17:06:11
二氧化碳制取的研究篇1
【教材分析】
1.教材的地位及作用
本节课在全书乃至整个化学学习过程中，所占有的地位十分重要。它是培养学生在实验室中制取某种气体时，药品的选择、装置的设计、实验的方法等思路的最佳素材。上好此节课对学生今后学习元素化合物知识、化学基本实验及实验探究能力都有深远的影响。对培养学生良好的思维能力以及今后化学的学习奠定了基础。
2.教学目标
（1）知识与技能：了解实验室制取二氧化碳的反应原理，探究实验室制取二氧化碳的装置，并利用设计的装置制取二氧化碳。了解实验室制取气体的方法和设计思路。
（2）过程与方法：通过实验室里制取氧气的方法和设计思路，探索实验室制取二氧化碳的药品和实验装置，让学生初步学习科学探究的基本过程（提出假设，实验探究，获得结论）和方法，体验化学实验的方法的科学性；能进行初步的科学探究活动。
（3）情感态度与价值观：通过实验、问题讨论，培养学生求实、创新、合作的科学品质。通过师生间、学生间合作学习，研究性学习，体验探究成功的乐趣，激发学生的探究欲。
3.教学重点与难点
教学重点:探究实验室制取二氧化碳的药品、反应原理和实验装置的选择，并利用设计装置制取二氧化碳。
重点突破:通过提问让学生思考教材中已知能产生二氧化碳的反应，师生共同确定实验室制取二氧化碳的药品；演示碳酸钠粉末与稀盐酸、大理石与稀盐酸及稀硫酸的反应，确定反应原理。
教学难点:探究实验室制取二氧化碳的实验装置。
难点突破:通过引导学生回忆实验室制取氧气的实验装置图，让学生分析对比两套装置，从而确定实验室制取二氧化碳的实验装置。
【学情分析】
1.已有知识和经验
学生对CO2的性质及几种获取途径有一定的生活体验和知识积累。在“制取氧气”的学习中，已初步了解有关气体的制备知识。
2.尚有欠缺和不足：气体制备的内容掌握的较模糊。学生素质参差不齐，抽象思维的能力较薄弱。
【教法与学法】
1.教法：创设情景法、对比探究法、互动合作法
2.学法：探究学习、小组合作、自主创新、总结归纳
【教学过程】
教学设计思路:教材中直接给出了实验室制取二氧化碳的药品，这样学生虽能一下子记住所用药品，但是过后接触到其他能够产生二氧化碳的药品时可能会混淆，因此，在教学过程中通过比赛书写化学方程式的方法及演示实验探究讨论来加深学生的记忆。而有关发生装置、收集装置的选择则采用探究的方式进行。
具体设计如下：
1.经典引入
通过电影经典片段引入自动脱壳原理，从而进入二氧化碳的制取课题。
2.温故知新
让学生进行竞赛书写制取CO2的化学反应方程式，给出提示，讨论实验室制取CO2的药品，再通过教师演示实验进一步确定实验室制取CO2的药品。
设计意图：强化学生在多角度、多层次观察分析问题的意识，并归纳出实验室在药品及反应原理的选择标准。
3.探究创新
探究制取CO2的实验装置。
（1）阅读书本第110页，回答问题。学生思考并讨论一下问题：
①实验装置由哪几部分组成？
②气体的发生装置与什么因素有关？
③收集气体一般有哪些方法？确定气体收集装置时应考虑哪些因素？
（2）通过回忆：实验室制取氧气的药品及反应原理。对比它们反应物状态和反应条件有什么不同？实验室收集氧气的方式是怎样的？
（3）比较
■
通过氧气和二氧化碳相关性质的比较，了解制备氧气与二氧化碳时其发生装置与收集装置的异同。初步确立实验室制取气体的一般思路与方法。在教学中本人将相关比较以表格形式列出，并用媒体投影引导学生回忆氧气制取的装置，一边归纳出实验室制取气体的方法。
（4）投影：实验室制取氧气的不同装置，小组讨论问题装置为什么不同？
■
4.归纳总结
投影展示几种成功制的CO2的装置。
5.感悟收获
学生和教师一起小结本节课所学内容，并投影出来。
二氧化碳制取的研究篇2
关键词：建构主义理论；二氧化碳气体制取；教学设计
文章编号：1005－6629(2007)11－0047－02 中图分类号：G633.8 文献标识码：B
1 教材
人教版九年级《化学》上册（06年4月第2版）第六单元课题2。
2 设计思想
初中学生的思维特点是以经验型的逻辑思维为主，理解抽象的概念和结论往往需要借助生动直观的形象和已有生活经验的支持。本课题教材的编排正是根据学生的这个认知特点，以活动与探究的方式来研究实验室制取二氧化碳的问题。
根据学生和教材的特点，本设计运用新课程的基本理念，以建构主义理论为指导，采用“抛锚式”教学思路，抛锚式教学强调以富有感染力的真实事件或真实问题为基础（称为“锚”）来确定教学内容和教学进程（就像轮船被锚固定一样）， 因此我利用学生学过的实验室制取氧气的实验来创设情景，激发他们对实验室制取二氧化碳产生浓厚的兴趣和探究欲望，同时确定二氧化碳制取过程需探究的问题，并利用实验室提供的仪器药品进行探究。在探究过程中教师适时引导学生进行抽象和概括，最终让学生掌握二氧化碳的实验室制法，并了解实验室制取气体的思路和方法。整个过程突出自主、合作、探究的学习方式，让学生充分体验学习成功的乐趣。
3 教学目标(略)
4 教学过程
4.1创设情景，确定问题
师：同学们已经学习了实验室制取氧气的方法，大家能不能利用实验室为你们提供的仪器、药品，自己制取一瓶氧气？
生答：当然可以。
师：那就请大家自选仪器、药品，动手制取。
学生动手操作，合作交流，完成实验；老师巡视指导，帮助有困难的学生完成实验。
师：大家真的就那么肯定刚制取得到的那一瓶气体就是氧气？
生：我们用实验结果向你证明。
学生用带火星的木条检验制得的气体是氧气。
师：很好！现在请大家根据刚才的实验思考一个问题，若实验室要我们完成另一种气体CO2的制取，那需要研究解决的问题有哪些？
板书：二氧化碳制取的研究
学生激烈讨论，师鼓励学生踊跃回答，师生共同分析筛选，最后把问题集中如下：
(1)寻找能生成CO2的反应，从中选出最适合实验室制取CO2的反应（原料及原理）。
(2)设计何种装置来完成上述的反应？
(3)气体如何收集？如何验满？
(4)如何确定得到的气体就是我们所要的CO2（气体检验问题）？
(5)整个实验要完成需如何操作（操作步骤和注意事项）。
师：现在我们就按照大家刚才讨论的思路，对二氧化碳的实验室制法进行研究，首先对第1个问题进行探究。
4.2问题探究
板书：一．所需药品和反应原理：
师：现在大家回忆一下，有哪些反应可生成二氧化碳？
学生讨论回答：碳完全燃烧；碳酸钙高温分解；碳还原氧化铜；呼吸作用。
多媒体演示：包含上述四个反应的表格一（教科书第113面习题5的表格）。
师：我们能否利用这些反应来制取二氧化碳？
在教师的引导下，学生从反应条件、生成气体的纯度、生成的气体是否便于收集等方面积极展开讨论，教师把讨论结果用多媒体演示在上面的“表格一”中。
师：上面的反应都不宜用来制取二氧化碳，请同学们再根据我给你们提供的信息，对实验室制取二氧化碳应选择什么药品作进一步的探究。
多媒体演示：石灰石或大理石（主要成分都是CaCO3）与稀盐酸或稀硫酸反应都能生成二氧化碳，碳酸钠与稀盐酸或稀硫酸反应也都能生成二氧化碳，它们能否用于实验室制取二氧化碳？为什么？
学生探讨，设计实验；教师巡视指导，提醒学生注意观察现象，以便得出结论。
师：请同学们根据刚才的实验，说说选择什么药品最合适，并说出理由。
生：石灰石与稀盐酸最合适，其他的反应不是过快就是过慢。
板书：一、药品：石灰石（或大理石）与稀盐酸
二、反应原理（要求学生写出化学方程式）：
师：药品确定后，那么接下来就得考虑用什么装置来实现这个反应？该用什么方法收集反应产生的气体？请同学们根据制取氧气的经验和我下面提供给你们的信息，利用实验室给你们提供的仪器，自己设计一套最理想的二氧化碳制取和收集装置。
多媒体演示：表格二：实验室用过氧化氢、高锰酸钾制取氧气的气体发生、收集装置及这两个反应的反应物状态、反应条件；表格三：氧气和二氧化碳的相关性质比较。
学生讨论、设计实验装置；师巡视指导，提醒有困难的学生注意从反应物的状态和反应条件来考虑问题。
教师从学生设计的装置中选择有代表性的两套进行讲评，确定较好的装置，并引导学生把装置抽象出来与氧气的装置比较。
板书：三．制取和收集装置：
多媒体演示：表格四：实验室制取氧气、二氧化碳等气体的发生、收集装置小结。
师：如何检验所制得的气体是二氧化碳？
生：将气体通入澄清石灰水，若石灰水变浑浊，则可确定气体是二氧化碳。
师：二氧化碳只能用向上排空气法收集，那该如何验满？
生：将燃着的木条放在集气瓶口，若木条火焰熄灭，则气体已满。
板书：四．验证方法：
1．检验：将气体通入澄清石灰水，若石灰水变浑浊，则确定气体是二氧化碳。
2．验满：将燃着的木条放在集气瓶口，若木条火焰熄灭，则气体已满。
师：那么接下来请大家思考如何操作才能使实验顺利完成？即操作步骤问题。
学生讨论、回答；教师引导、讲评、归纳。
板书：五．操作步骤：
多媒体演示：实验室制取二氧化碳的操作步骤。
师：现在就请同学们根据刚才的讨论和屏幕上的操作步骤，自己设计装置制取并收集一瓶二氧化碳气体。
学生讨论、完成实验；教师巡视指导，帮助有困难的学生完成实验。
4.3 小结
师：现在我们一起来回顾本节课的教学内容。
教师引导学生回忆、再现本节课的主要教学内容，结合阅读课本p112“学完本课题你应该知道”。
多媒体演示课堂练习：氨气（NH3）是一种无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小，极易溶于水。实验室通常用加热氯化铵和熟石灰两种固体的混合物来制取氨气。则实验室用此方法制取氨气的发生装置应选用_____，收集装置应选用________。（图略）
5 教学反思
本课采用“抛锚式”教学思路，学生围绕“锚”进行自主、协作学习，互相取长补短，共享学习成果，感受和体验探究的过程和乐趣。因此学生的积极性受到了充分的调动，到下课时仍意犹未尽，自然也就收到较好的教学效果。
本课让学生讨论的内容较多，交流的机会也多，这就要求老师必须有较强的课堂教学调控能力，运用灵活的教学技巧，才能把握好教学时机，使课堂松弛有度，形成有序动态的课堂教学局面，并保证教学目标的顺利实现。
参考文献：
二氧化碳制取的研究篇3
（赤峰工业职业技术学院，内蒙古 赤峰 024000）
【摘要】超临界二氧化碳萃取技术在实际应用的过程中拥有着能量消耗低、环保性能好、温度压强皆可控制等诸多优点，在天然产物提取中应用非常广泛。
关键词 超临界二氧化碳萃取；天然产物；提取；应用
作者简介：邹书慧（1981.09—），女，汉族，山东人，硕士研究生，讲师，研究方向为天然产物提取。
曹晓锋（1981.02—），男，蒙古族，内蒙古人，硕士研究生，讲师，研究方向为化学工艺。
我国土地辽阔，物种繁多，有着丰富的物产资源，各个地区基本都存在着本地特有的生物资源。近几年，我国的食品行业和药品行业中天然产物的提取方法得到大力的研究探索，并取得了一定的成果。传统的天然产物分离纯化方法往往是采用有机溶剂，需要花费较高的成本，而且会造成环境污染，处理时间相对较长，操作比较复杂，提取出来的产物纯度也很难达到实际要求。所以，食品行业和药品行业都在积极研发科学有效、简单快速的高提取率方法，寻求采用无溶剂提取方式的分离方法，超临界二氧化碳萃取技术就是最为有效的方法之一。
1超临界二氧化碳萃取技术概述
1.1超临界流体萃取技术的定义
超临界二氧化碳萃取技术全称是超临界二氧化碳流体萃取技术。这项技术是一项比较新的科学技术，伴随着我国科技化工业的飞速发展，该项技术成为了全世界应用广泛的物理萃取技术。该技术是采用高压高密度的超临界流体作为萃取技术中的溶剂，溶解固体或是液体进而提取出有效成分，随后采用升温降压等手段将萃取结束以后的组分分离开来。
1.2超临界二氧化碳萃取技术的基本原理
超临界流体萃取技术中普遍通用的溶剂就是二氧化碳，二氧化碳的价格相对较低，方便提取，对于环境不会造成污染，达到超临界时，二氧化碳的流体会具备气液两相的优点，渗透能力和低粘度特性非常明显，特别适合应用在天然产物有效成分的提取中。当超临界流体和需要分离的物质接触以后，可以将其按照极性、沸点和分子量大小依次萃取出来。虽然按照一定的压强分离可能会萃取出非单一的产物，还可以借助减压升温等方法将超临界流体转变成气体，进而达成分离提纯天然产物的目的。
1.3超临界二氧化碳萃取技术的基本特点
温度低。超临界二氧化碳萃取技术在进行实验期间的温度要求并不高，通常可以固定在35-55摄氏度之间，整个反应流程都处于二氧化碳的环境中，热敏性成分可以实现隔离，保留下需要的成分。天然产物成分往往遇到高温容易发生分解，超临界二氧化碳萃取技术可以有效避免该类问题的产生。
无残留物。超临界二氧化碳萃取技术使用过程中不会涉及到任何有机溶剂，所以，最后得到的萃取物中也不会留下任何化学溶剂，可以防止残留下有害物质。
可靠性高、成本低。二氧化碳并不容易发生反应，无毒无味，不可燃，使用过程中可以保证安全性；制得二氧化碳的工艺目前已经非常成熟了，从而二氧化碳的价格相对较低，纯度则很高，生产过程中还能实现循环应用，生产成本大大减低。
2超临界二氧化碳萃取技术在天然产物提取中的应用
2.1超临界二氧化碳萃取技术在食品工业中的应用
超临界二氧化碳萃取技术在食品工业中应用已经较为成熟了，应用范围非常广泛，在各类型的食品中都有应用，下面具体介绍具有代表性的几个例子：
2.1.1脱咖啡因
超临界二氧化碳萃取技术最早的大规模应用就是将天然咖啡豆中的咖啡因脱除出来。传统的脱除方法是采用有机溶剂，实际生产中的工艺颇为复杂，生产效率很低，还有有害的残留物。应用了超临界二氧化碳萃取技术以后，超临界二氧化碳对于咖啡因的选择性很高，溶解性好，价格便宜，受到了相关工作人员的欢迎。同时，咖啡因的脱除效果也有所提升，从传统的2%降低为0.02%。
2.1.2啤酒花
过去萃取啤酒花采用的是乙醇或是二氯甲烷，这类溶剂在使用时会残留很多易燃易爆的有害物质，采用二氧化碳以后，啤酒花中的有效成分萃取率得到了大幅度上升，可以达到95%，同时由于二氧化碳的选择性非常好，可以减低萃取产物中的酚类物质，基本完全去除硬质树脂，进而得到更加稳定、风味更好啤酒。
2.1.3植物油脂
传统的提取植物油脂的方法是比较机械的压榨法，虽然该用有机溶剂以后，得油率得到了提升，但是选择性较差，残留溶剂较多的问题仍然存在。采用了超临界二氧化碳萃取技术以后，可以得到纯度更高、色泽更浅、工艺更加简单地油脂提取方法。目前，在工业提取花生油、茶籽油、小麦胚芽油、米糠油等方面都得到了广泛的应用。
2.2超临界二氧化碳萃取技术在香料和化妆品工业中的应用
2.2.1植物挥发油
通过超临界二氧化碳萃取技术可以从芹菜籽中得到挥发性的油，含有丰富的呋喃酮类物质，采用水蒸气蒸馏法得到的挥发油中主要物质是单萜烯，从而，这两种物质会出现本质上的不同。采用超临界二氧化碳萃取技术获得的芹菜籽油明显更具备天然的风味，香气更好，但是采用水蒸气法获得的油由于需要受热，会表现出非常明显的香气差异，无法有效保留油中的姜辣素。
2.2.2鲜花芳香成分
鲜花中的香气成分并不是很高，若是能够先将这类成分富集到一起以后再采用超临界二氧化碳萃取技术进行萃取，可以有效避免花费过多成本的问题。通过超临界二氧化碳萃取技术提取鲜花中的芳香成分，可以避免采用有机溶剂法遗留的不安全问题，并提升萃取效率，特别是针对含有生命活动的鲜花来说，更能发挥出特有的效果，得到好几倍的香气。
2.2.3化妆品原料制备
化妆品配方中的羊毛脂应用非常广泛，通常可以用作疏水物或是制备油包水类的化妆品。跟传统的萃取方法比较来看，超临界二氧化碳萃取技术的生产时间可以有效简短，并保证羊毛脂的鲜明颜色，减低电导率。
3结语
超临界二氧化碳萃取技术是一种非常好的化工分离技术，可以看成是绿色化工技术。采用超临界二氧化碳萃取法获取天然产物中的有效成分可以保证高纯度、高可靠性和生产安全，完全符合当今世界化工生产的发展潮流，还应进一步推广研究。
参考文献
［1］朱凯.超临界二氧化碳萃取技术在天然产物提取中的应用[J].现代化工,2006(S2):375-378.
［2］唐韶坤.超临界二氧化碳萃取葡萄籽中食用及药用成分的工艺和模型研究[D].天津大学,2003.
［3］迪力夏提·而斯白克,康淑荷,寇亮,齐俊雅.超临界CO2萃取技术在天然产物提取中的研究及应用[J].西北民族大学学报:自然科学版,2013(4):1-5+9.
二氧化碳制取的研究篇4
这些长期目标一直吸引着由洛杉矶市南加利福尼亚大学（USC）的化学家George Olah领导的研究团队。作为1994年诺贝尔化学奖得主，Olah一直设想未来社会主要依赖由甲醇（一种简单的液体酒精）制成的燃料。随着容易开采的化石燃料在未来几十年变得愈发稀缺，他提出，人们可以贮存大气中的二氧化碳，并将其与从水中分离的氢相结合，从而形成一种具有广泛用途的甲醇燃料。
Olah和他的同事还在研制一种廉价铁基电池，这种电池能够储存由可再生能源产生的额外电力，并在需求高峰时输入电网。在运行时，铁电池会从空气中攫取氧。但即便只有微量的二氧化碳加入反应也将使电池报废。最近几年，研究人员开发出一些很好的二氧化碳吸收装置，它们由名为沸石的多孔固体与金属有机骨架构成。但是这些吸收装置价格昂贵。因此Olah和他的同事着手寻找一种成本更低的替代方法。
研究人员转而求助聚乙烯亚胺（PEI），这是一种廉价的聚合物，同时也是一种像样的二氧化碳吸收器。但它只能在表面俘获二氧化碳。为了增大PEI的表面积，USC的研究团队将这种聚合物溶解于一种甲醇溶剂中，并将其铺在一堆煅制二氧化硅的上面，后者是一种工业生产的、由玻璃熔解的小滴制成的廉价多孔固体。当溶剂蒸发后，留下的固体PEI便具有很大的表面积。
当研究人员对新材料的二氧化碳吸收能力进行测试时，他们发现，每克该物质在潮湿的空气中――类似于目前大多数的环境条件――平均可吸收1.72毫微摩尔的二氧化碳。这已经远远超过近期由氨基硅制成的另一个竞争对手1.44毫微摩尔每克的吸收值，并且在迄今进行的二氧化碳吸收能力测试中处于最高水平。研究小组在日前出版的《美国化学会志》中报告了这一研究成果。
如果二氧化碳处于饱和状态，这种PEI-二氧化硅合成物也很容易再生。当聚合物被加热至85摄氏度后，二氧化碳便会飘离。而其他常用固体二氧化碳吸收器则必须加热超过800摄氏度才能够赶走二氧化碳。
哥伦比亚大学的二氧化碳空气捕获专家Klaus Lackner表示：“这很有趣。它能够在低温下工作真太好了。”研究团队成员之一、USC的化学家Surya Prakash认为，这使它除了保护电池之外还能够用来抓住空气中的二氧化碳。这种聚合物可用于建造旨在减少大气中二氧化碳浓度的人造树大农场，以及防止气候变化的最严重破坏。但前提是世界各国愿意花费数不清的资金来控制大气中的二氧化碳。
二氧化碳制取的研究篇5
物质有固态、液态、气态三种状态，作物由择沃而耕靠自然降雨到靠修渠打坝进行灌溉提高作物产量，算作液体施肥，可增产3-5倍。作物由自然种植到刀耕火种增施肥料，再到使用氮磷钾等固体施肥，占作物体5%的氮磷钾可增产50%以上，甚至增产1-2倍，那么二氧化碳气体施肥则是一种新型的气体施肥，增产幅度也应该成倍增长。作物从外部条件改变而大幅度提高产量，如果说液态施肥属于第一次革命，增施固体肥料属于第二次革命，那么二氧化碳气体施肥就应该是第三次革命。中国目前有温室大棚5,000多万亩，年产值超过1万亿元左右，而80%产值来源于冬、春、秋季，因为这三个季节蔬菜价格高，亩产值2万元-3万元。但这三季由于温室大棚有近5个月限制通风，二氧化碳浓度不足，严重制约了蔬菜产量。近30年国内外大量研究证明，给温室大棚释放高浓度二氧化碳可以显著增加产量。空气中二氧化碳浓度为0.036%，仅相当于植物光合作用最适宜浓度的1/3-1/4。通风口全部打开，温室黄瓜群体二氧化碳浓度仍比外界低10%以上。15年来全国蔬菜单产仅提高3%左右，主要靠扩大面积提高收入。推广气体施肥技术，将使中国保护地蔬菜发生革命性变化，其增产和缩短生长周期的综合效益，可使每亩温室增收万元以上。如果全国1/3温室大棚推广该技术，可增收千亿元以上。这对转变经济发展方式、提高农民收入、引导农民走内涵式高效农业路子意义重大，也可以快速有效地解决城市的“菜篮子”问题。
二氧化碳施肥在先进国家起步早范围广
二氧化碳施肥早在20世纪20年代就在欧美、日本等地开始推广应用，其中日本、荷兰等国发展较快。上世纪70年代以来，国外在设施栽培的二氧化碳施肥方面达到研究和应用高潮，挪威有75%、荷兰有65%的温室施用二氧化碳，其它如丹麦、日本、英国、美国等在温室中施用二氧化碳也相当普遍。国外有温室作物全天二氧化碳施肥和通风与二氧化碳施肥结合的报道，并证明延长每天二氧化碳施肥时间可明显提高黄瓜、番茄产量。美国科学家在新泽西州的一家农场里，利用二氧化碳对不同作物的不同生长期进行了大量的试验研究，他们发现二氧化碳在农作物的生长旺盛期和成熟期使用，效果最显著。在这两个时期中，如果每周增施两次二氧化碳气体，4-5次后蔬菜可增产90%，水稻增产70%，大豆增产60%，高粱甚至可以增产200%。
20世纪60年代为了预防莴苣的夜间低温霜害，荷兰采取在温室内安装煤油燃烧器临时加温的办法，并从中发现了二氧化碳浓度增加促进作物生长和提高产量的作用。以后伴随燃料的更替，二氧化碳施肥器不断更新。直到70年代，廉价低硫天然气的出现才使中央供暖系统的尾气利用成为可能。并且，由于较好地解决了供暖与二氧化碳施肥的矛盾，使尾气利用技术在荷兰迅速普及，1979年在采用中央供暖系统加温的黄瓜、番茄温室中，同时利用燃气进行二氧化碳施肥的分别占80%和90%。1990年，荷兰98%的加温温室以天然气为燃料。
温室作物二氧化碳施肥开始于20世纪20年代的瑞典，最初人们从电热温床和酿热温床育苗效果的差异性发现了二氧化碳促进生长的作用，但直到70年代初仅在温室莴苣生产过程中采用石蜡燃烧法产生二氧化碳。进入80年代，二氧化碳施肥再入一次高潮，1984年挪威二氧化碳施肥面积超过温室面积50%,1987年达到75%。二氧化碳施肥得到重视和发展主要归因于以下几个方面:(1)二氧化碳施肥作用效果进一步肯定；(2)农户科技意识增强；(3)温室结构密闭性提高；(4)冬季弱光和人工补光条件下施肥效果明显；(5)温室种植制度的改革减少了有机质施用。
英国虽然从上世纪二、三十年代就证实了二氧化碳施肥的效果，但直到60年代才得到迅速推广和应用。据1987年统计，温室二氧化碳施肥面积占加温面积的48%，且主要用于黄瓜、番茄、莴苣等蔬菜和切的生产。除外，在铺有腐烂稻草的床土上栽培或者使用直燃式燃烧器进行临时加温的同时也可间接实现部分二氧化碳浓度增加。
对二氧化碳浓度增加效应的研究在美国主要包括两个方面：一是围绕大气二氧化碳浓度上升问题研究对农业、气候和生态的影响；二是在控制条件下研究二氧化碳施肥和二氧化碳亏缺对作物生长和产量的影响。前者从70年代末开始，后者最早始于二十世纪初。在经过一系列试验研究证明二氧化碳施肥的增产效果以后，80年代又将研究重点转向二氧化碳施肥的生理效应方面。
日本于1962年从北欧引进二氧化碳施肥技术，并很快在温室和塑料大棚中推广应用。70年代中期，11.2%蔬菜玻璃温室和3%塑料大棚配备了二氧化碳发生装置。在日本，二氧化碳发生机有多种类型，主要以煤油为原料，并可根据栽培面积选择不同机型。针对栽培季节、蔬菜种类和生育阶段开展与二氧化碳施肥技术相关的基础理论研究，明确施肥适宜浓度、时期和时间等指标是日本保护地蔬菜二氧化碳施肥研究与应用的重要特色。
二氧化碳制取的研究篇6
关键词：碳税；经济低碳化；政策选择
中图分类号：F81
文献标识码：A
原标题：我国的碳税途径研究和经济低碳化下的碳税政策选择——基于国际碳税征收经验
收录日期：2013年1月31日
一、引言
随着可持续发展观的提出，国际上普遍开始注意环境对经济的反作用力并着力采取环境政策来改善环境状况。环境经济学家认为，既然市场机制是分配社会资源的最有效途径，那么只有将环境政策与市场机制相结合，把污染环境的成本加以经济的约束，那么才能形成有效的环境资源配置，促进节能减排。基于这种经济思想，环境税作为一种经济手段，被国际普遍接纳并用于各种环境污染下的环境保护。
环境税的概念最早出现于1920年英国经济学家庇古的《福利经济学》一书中，强调存在环境负外部效应下政府采取的征税环保措施。目前，学术界对环境税并没有一个统一、明确的概念，但从其根本目的广义地来看，只要具有环境保护、消除不利环境因素的税收或补贴政策，都属于环境税范畴。随着不同时期的环境问题和保护治理目的的不同，环境税的主要表现形式也呈现不同。从20世纪九十年代以来，以全球气候变暖为特征的“温室效应”成为新一轮的环境挑战，因而针对二氧化碳排放所征收的碳税成为新时期最主要的环境税之一。
二、国际上的碳税征收经验
从1990年开始，以丹麦、芬兰、荷兰、瑞典和挪威等为代表的一些北欧国家陆续开征碳税，并在此领域取得一定经验，从而为其他国家考虑征收碳税提供了操作上的借鉴。
（一）丹麦。早在20世纪七十年代，丹麦就开始了针对家庭和非增值税纳税企业的能源消费税征收。为了将2000年的二氧化碳排放量保持在1990年的水平，刺激能源节约和替代消费，丹麦于1992年将其碳税的征收范围扩大到除了石油、天然气等以外的所有二氧化碳排放中去。后又经过对碳税收入的合理利用，不仅逐步提高了碳税税率，还促使更多的家庭和企业加入到自愿减排的计划中来。
（二）芬兰。1990年芬兰为了在九十年代末实现碳排放0增长而正式引入二氧化碳税收，并以含碳量为税基对矿物燃料征税。在之后的实践中，芬兰逐步调整税率和征税范围，根据二氧化碳排放不同对不同燃料分项分税率征收，实现了一定碳税减排的目标。
（三）荷兰。荷兰在20世纪八十年代末开始实施环境税，但真正开征碳税始于1992年。其二氧化碳税的征收范围包括任何使用能源的行业，包括家庭和小型能源的消费者，但一些大型天然气消费者在征收碳税的基础上可豁免一定能源税。通过税收调整和自愿减排协议，芬兰在能源替代使用上取得一定成效。
（四）瑞典。瑞典的二氧化碳税是作为能源税的部分补充和替代于1991年引入的。为了维持其二氧化碳排放水平，瑞典决定对私人家庭和各产业消费的含碳燃料征收一定碳税，但出于企业竞争和技术革新的考虑，对部分工业企业实行部分的税收减免或全部豁免。鉴于国际经济竞争的压力，随后瑞典又适当地对工业碳税税率实行一定下调，对私人家庭税率实行上调，对工业部门减免力度也进一步加大。
（五）挪威。挪威维持二氧化碳排放量的计划也是始于1991年，但最初的征收范围仅限于汽油、天然气和矿物油，直到1992年才又扩展到煤炭类燃料。挪威的碳税征收更为细致，不仅在含碳燃料类别上有较多种征收税率，在不同行业或同一行业的不同企业也都有不同的征收标准。
除了上述国家，德国、意大利、法国和英国等也在国内能源消费的基础上相继开征碳税，不仅在二氧化碳减排上取得一定成效，也在一定程度上刺激和促进了企业环保技术革新和新能源替代使用。Nakata和Lamont（2001）基于偏均衡模型对存在碳税情况下的日本能源体系进行研究，结果表明碳税除了有降低碳排放作用外还使得日本能源利用结构由煤炭向天然气转移。Wissema和Dellinke（2007）也对碳税在爱尔兰二氧化碳减排中起到的作用进行了实证研究，经CGE模型量化的指标数据表明，与同一价格的单一能源税相比，碳税导致碳排放更大程度地降低。此外，美国和部分欧盟国家甚至考虑是否要对来自没有强制减排国家的进口品实施碳关税压力。在这种情形下，国际二氧化碳减排趋势下的碳税改革显得更为重要和迫切。
三、我国的碳税途径研究
我国的二氧化碳排放量位居世界首位，在2009年哥本哈根会议上的国际承诺使我国在二氧化碳减排上面临着更大的挑战和压力，因此碳税改革也是我国环境政策实施的重点研究方向。事实上，自改革开放以来我国就关注到严重的环境污染问题并在治理环境污染（尤其是二氧化碳减排）方面坚持不懈地努力着。实践中，除了采取社会公益宣传和自主激励措施外，我国还从行政命令的角度制定了有关碳排放约束措施。2009年正式出台的燃油税既是我国积极致力于二氧化碳减排的一方表现，也是我国碳税改革过程中的一个过渡。
基于国际经验，学术界对我国碳税改革也有较多的研究和探索。贺菊煌等（2002）对碳税对我国经济的影响进行了探究，通过CGE模型对我国1997年投入产出表分析，他们认为碳税的征收将对我国GDP没有较大影响，只是会造成煤炭等燃料价格上涨，能耗下降，进而促使产业结构有所调整，劳动力也由高能耗工业向低能耗工业及第三产业转移。林柏强和何晓萍（2008）估计了我国油气资源的耗减成本，并据此分析对油气开采业征收资源税产生的经济效应。研究表明，20%以下的资源税征收在宏观层面上对我国经济影响不大。王金南等（2009）也研究了碳税的二氧化碳减排效果，研究得出低税率的碳税方案不仅能大大减缓二氧化碳碳排放增长，而且很小程度上影响我国经济的结论。姚昕和刘希颖（2010）探究了我国最优碳税征收路径，结果表明，碳税征收在节能减排、产业结构优化调整和可再生能源开发使用等方面有不可忽视的推动作用，是我国发展低碳经济的有效手段之一。
根据上述研究可知，碳税的开征虽对我国经济有一定影响，但影响并不大，且碳税的环境效应却是可观的。所以，未来我国碳税改革具有较大的可操作性。但是，国际经验和我国实证研究均表明，碳税的实施必须是一个循序渐进的过程，从征收对象到税基税率都必须符合国家经济实际发展情况和社会经济特征，由窄到宽，由低到高，逐渐推进，而操之过急或准备不足只会适得其反。由于一国的碳税体系不仅会直接影响产业、能源政策的调整，还会影响一国消费、财税和金融体系，所以选择正确的碳税途径显得尤为重要。
四、我国经济低碳化的碳税政策选择
碳税是实现二氧化碳减排和发展低碳经济的有效手段，因此确立我国合理碳税途径，实现经济低碳化，政策实施是首要考虑的问题。在国内外研究的基础上，可确定碳税的开征主要涉及家庭、产业、能源、国家财税和经济等几个方面因素，从这几个主体出发，可总结出我国开征碳税、实现低碳经济的宏观政策选择。
（一）家庭碳税政策。家庭的二氧化碳排放是碳税征收范围之一，因此合理实施家庭税收政策是碳税发挥作用的一个重要方面。家庭燃气等消费虽是维持家庭正常生活的必要消费，但征收一定合理碳税不仅能够引导家庭节能减排，也能起到引导家庭低碳消费的理念。因此，制定家庭碳税政策主要以引导为目的，从而在社会范围内倡导低碳消费风尚，进而引导企业的低碳化生产。
（二）产业碳税政策。工业产业是我国碳税征收的重点对象。目前，我国的工业多以高消耗、高污染为主，因此针对我国工业产业制定合理碳税是实现我国碳减排目标的最直接手段。产业碳税政策应以征收为主、奖励为辅，不同产业区别对待，实现“谁排碳，谁交税，多排碳，多交税”的政策体系；同时，针对重点产业实施税收减免用于低碳排能源替代使用研究。除此之外，通过碳税的征收可提高高碳排产业的进入门槛，优化产业结构，增强二氧化碳减排的市场调控机制。
（三）能源碳税政策。针对能源的碳税政策是以能源消费品种确定碳税税基和税率的政策，对高碳排的能源消费实行高税率，低碳排的能源消费实行低税率。这样不仅能够从能源替代使用的角度减少二氧化碳排放，使我国经济的碳因素减少，而且能积极促进我国可再生能源的开发和利用。
二氧化碳制取的研究篇7
一、实验探究教学活动,有助于把握教材,突出重点,突破难点。
以氧气的实验室制法中药品和条件的探究为例说明之。
以分组实验展开实验室用什么方法获得氧气的教学,大胆地对教材中的三个演示实验进行改进。用带火星的木条分别直接接触石棉网上的A氯酸钾、B氯酸钾和二氧化锰、C二氧化锰三种固体药品
A中; 木条直接接触氯酸钾,木条火星闪动,但不复燃,证明产生了较少的氧气。
B中; 木条接触掺有二氧化锰的氯酸钾,木条复燃,证明产生了较多的氧气。
C中; 木条接触二氧化锰,火星不变化,证明不产生氧气。
通过现象,同学们很快得出结论,若氯酸钾和二氧化锰混和加热,只有氯酸钾会放出氧气,而二氧化锰不会放出氧气。证明了氯酸钾是制取氧气的反应物,二氧化锰只是改变了氯酸钾放氧气的速度,是个条件。然后再对催化剂这个概念加以阐述。原教材中的实验,操作繁琐,药品消耗大,耗时长,不适宜学生分组。实验改进后,仪器简单,操作简便,现象明显。通过分组实验后,同学们轻轻松松地就掌握了实验室制氧气的化学反应原理这一重点内容的学习,而且把催化剂这个难点易化了。
二、实验探究活动,最重要的是体现了教师的主导性和学生的主体性相结合的原则。
学习有两种方式:接受式学习和体验式学习。传统教学重视知识的灌输,抽走了最生动的学生情感体验,使教学变成了干瘪的知识传授。而实验探究学习是体验式学习方式中的一种。实验探究式学习是通过自己的亲身实验活动,积极探究出知识的发生过程,从问题的解决中习得知识,培养能力,获得情感体验。更重要的是在过程中教会学生如何学会学习,如何学会解决问题。
1、氢气的实验室制法的反应原理的探究。
【教师投影】指出早在19世纪科学家就发现了某些金属与某些酸反应就能产生氢气。接着,老师提出探究问题:“那么哪种金属与哪种酸反应比较适合于实验室制取氢气呢?”
【活动与探究】实验内容,铜、镁与稀硫酸,锌、铁与稀盐酸反应,然后学生动手实验,观察现象,同时填好实验报告。通过现象,同学们可能会得出错误的结论,认为反应越快越好,而不会从成本上,可操作性方面考虑。这时老师应及时反馈学生探索成果,并给予评价,引导学生得出正确的结论: 即实验室是用锌粒和稀硫酸反应来制取氢气的。
2、二氧化碳的实验室制法的反应原理的探究
首先:老师提出问题,请同学们思考,我们学过的哪些反应可以生成二氧化碳呢?同学们思考归纳以下的反应:A 碱式碳酸铜受热分解 B 碳与氧气燃烧生成二氧花碳 C 碳与氧化铜受热生成铜与二氧化碳 D 一氧化碳与氧气燃烧生成二氧化碳 E一氧化碳与氧化铜受热生成铜与二氧化碳 F 碳酸钙高温煅烧生成氧化钙和二氧化碳 G 碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙和水和二氧化碳 H 碳与氧化铁高温生成铁与二氧化碳 I 碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、水与二氧化碳。请同学们思考上述9个反应中,哪个反应适合在实验室制备二氧化碳呢?同学们经过思考后,大胆地提出假设:A B C 三种方法比较适合实验室制二氧化碳。
【验证猜想】分组实验,提供给学生碳酸钠粉末,碳酸钙粉末,碳酸钙块状固体,稀盐酸和稀硫酸溶液,进行制取二氧化碳的实验。同学们经过分组实验、观察、记录实验现象,从反应速度上分析、比较得出结论,只有碳酸钙块状固体与稀盐酸反应是最适合实验室制二氧化碳的。整个过程中总结复习旧知识,提出新的假设猜想到猜想假设的验证都是学生的活动。学生在掌握知识的基础上把握科学的思维方式是突出学生在你课堂上的主动行为,最大范围地体现了学生的主体性,在实施这堂课中教师只是适当调控、点拨和引导,这样更好地达到了教学效果。
三、实验探究活动在民主合作的氛围中,更有利于培养创新精神和实践能力。
又如在初中“一氧化碳”的教学中,先复习“碳”与“二氧化碳”的性质,从得失氧的观点分析碳只能获得氧,即可燃性、还原性;二氧化碳只能失去氧,有氧化性。接着提出“介于两者之间的一氧化碳,应具有怎样的化学性质呢?”学生自然就会提出“一氧化碳可能具有A 得氧——还原性、可燃性,B 失氧 ——氧化性”的猜想。那么如何用科学的方法来验证“一氧化碳的化学性质呢?”同学们分组讨论,总体方案定在空气中点燃还原氧化铜。但在细节上有许多争议,问题大多集中在:一氧化碳是否需验纯,一氧化碳还原氧化铜的装置与实验步骤与氢气还原氧化铜有何区别?一氧化碳有毒,为了防止污染空气,如何处理还原氧化铜后的尾气?大家各抒己见,有的同学认为教材中的装置可优化,把处理尾气的导管弯到加热氧化铜的酒精灯上,两盏酒精灯就合二为一了。这种想法马很快就遭到其他同学的反对,如果这样加热前要通一氧化碳,停止加热后又要通一氧化碳,那么开始和结束的一氧化碳就无法处理。这时又有人想出解决的办法,酒精灯先在外面点燃尾气一会儿,再放到氧化铜下加热,结束时放酒精灯在外面点燃尾气。这样处理就创造性的把验证一氧化碳的化学性质的实验装置和步骤改进了。在同学们掌握知识和技能的基础上培养了学生的创新精神。
总之,实验探究活动在以学生为主体的学习活动中进行的,有利于教师恰当地处理教材,也有利于培养同学们的民主合作意识和创新精神,有利于培养同学们的实践能力,符合素质教育的要求。
参考文献:
[1] 黄娟. 调整课堂结构 提高课堂效率[J].《试题与研究新课程论坛》 2011年2期 .
二氧化碳制取的研究篇8
因何而生
在介绍FACE之前，先要谈全球变化。这是因为，FACE是为全球变化研究而产生的。全球变化，也称全球气候变化，是指在全球范围内气候统计学意义上的改变或者持续较长一段时间的气候异常现象。
工业革命以来，大气中各种温室气体的浓度都在增加。1750年之前，大气中二氧化碳浓度基本维持在280ppm。随着人类活动加剧，尤其是不断消耗化石燃料（煤炭、石油等），大量砍伐森林，释放的二氧化碳远远高于固定的碳，大气中二氧化碳浓度逐渐上升，每年大约上升1.8ppm，其中人为排放约占增加部分的一半。二氧化碳浓度升高造成的最大问题是气温升高及其引起的海平面上升。按照政府间气候变化专门委员会（IPCC）的评估，在过去的1个世纪，全球表面平均温度上升了0.3℃～0.6℃，全球海平面平均上升了10～25厘米。许多学者预测，到本世纪中叶，世界能源消费的格局若不发生根本性变化，大气中二氧化碳浓度将达到560ppm，全球平均温度可能上升1.5℃～4℃。
上述变化引起了各国科学家的担忧，针对植物个体、群落、微生物以及动物等展开大量的模拟研究和实验，尤以植物实验最多。人们通过采取人为提高二氧化碳浓度的方法并结合温度、养分、水分和光照等其他环境条件的变化进行模拟研究。在这些方面，国外学者尝试了许多方法，FACE应运而生。
追本溯源
1996年春天，笔者在美国生物圈二号做访问学者时，美国同事向笔者介绍了FACE实验，并带领笔者到现场参观。
回国后，笔者将FACE翻译为“自由二氧化碳气体施肥实验”，并将其介绍给国内同行。FACE是在田间状态下由一圈垂直的管道直接将二氧化碳通入大田，由此形成一个高浓度的二氧化碳场，二氧化碳浓度通过计算机控制;其他环境条件，如温度、湿度、风速、光照等，基本不发生改变;但植物的生长空间相对于其他控制实验明显增大了。FACE由位于亚利桑那州凤凰城的美国农业部水保持实验室最早应用，先是应用于棉花、小麦等农作物，后来有人对高大的森林也进行了FACE处理。
简而言之，FACE是通过改变植物生长的微气候环境条件来模拟未来气候变化的一种技术手段，该技术可使人们了解在未来大气二氧化碳浓度增加后陆地生物圈系统的变化过程。由于FACE圈没有任何隔离设施，气体可以自由流通，因此系统内部的通风、光照、温度、湿度等条件十分接近自然生态环境，在这样的微域环境条件下，进行二氧化碳增加的模拟试验获得的数据更接近于真实情况。
FACE的主要优点在于，它是一个开放体系，避免了过去常用的密闭和半密闭二氧化碳施加实验对植物周围环境的干扰。以往的实验，特别是温室和人工气候室，在光照强度、温度和湿度以及昼夜温差等方面与自然环境差异很大。采用FACE系统的室外实验与以前常用的室内盆栽实验不同，对植物根系的生长没有体积限制，而且其提供的样本规模远大于室内实验，并且可以同时进行植物生理、生态以及生化等多方面的比较研究，能更真实地模拟未来植物对高二氧化碳浓度的响应和适应情况，更有利于揭示其生态适应的分子机理。
FACE的缺点是维持费用很高，仅二氧化碳一项每年约耗资200万美元，因此重复实验受到限制。然而，这是目前公认的研究植物对高二氧化碳浓度响应的最理想的手段。
其他装置
其实，早在FACE之前，国际上还流行着其他研究全球变化的实验装置，有些至今还在采用。
控制环境实验 这是被大部分生理生态学家广为采取的一种方法，尤其在农作物实验方面应用最广。主要在田间或野外条件下，设立一系列环境控制装置。一般以铝合金为骨架，将透明材料（玻璃、塑料薄膜等）罩在外面。整个装置处于封闭状态，可为研究者提供长期稳定的环境，并使温度条件与二氧化碳浓度等因素人为组合，重复性好。它的缺点是，光照较自然环境减少，温度偏高;昼夜温差减少，光温不能同步; 温度升高后，风速相对静止。其最大的缺陷是，大部分植物种在花盆中，根系的生长受限。
开顶式同化箱 基本结构同上，只是顶部开放，与大气相通。通过人为方式提高二氧化碳浓度，并使其他环境因子基本接近自然状态。虽如此，箱内温度仍比外界高约3℃， 光照减少约20%。因与其他植物隔离，病虫害状况与大田也有差异。尤其偏高的温度影响了植物的蒸腾作用。在这种环境下所得的数据具有一定参考价值。但由于温度的影响，用该法研究植物的水分生理反应时，数据的可靠性值得怀疑。它的优点是，生长环境基本接近于自然状态，可自动控制二氧化碳浓度，并使之与温度的变化同步。但植物的生长空间仍是受限的。
移地实验 为将模拟实验最大限度地置于自然环境下，减少人为因素的干扰，近年来不少学者开展了移地实验，主要用于研究植物对于温度升高和降水改变的响应。其原理是许多环境因子（如温度、降水）在空间上（经纬度和海拔高度）客观存在着梯度变化。利用这些梯度变化，可选择存在着一定温差、降水差异或其他因子差异、并且在空间上相互分离的两点，将一点的原始土体及其植被移入到另一点或相互移植，利用气候在空间上的差异来替代时间上的变异，达到模拟气候变化的目的，以研究植物对气候变化的响应。
国内研究
20世纪90年代末，我国学者在国外FACE设计思路的基础上，设计了中国人自己的FACE。这个大型装置位于江苏省扬州市江都区，以水稻为研究对象，由中国科学院南京土壤研究所的专家设计运行。
二氧化碳制取的研究篇9
[关键词]全球气候变暖；二氧化碳税；节能减排
税收作为一种有效的经济手段，具有宏观调控和聚集财富的功能。许多西方发达国家已经建立起了一整套完善的二氧化碳税收制度，并取得了良好的节能减排效果。面对日益严重的环境问题，如何借鉴西方国家的成功经验，在我国建立起一套实用、完善的二氧化碳税收体系就成为一个亟待解决的重要问题。
一、二氧化碳税在国际上的发展趋势
(一)全球气候变暖与绿色税制
由于人类活动和自然变化的共同影响，全球气候正经历一场以变暖为主要特征的显著变化。人类活动通过改变地球大气层中温室气体、气溶胶(气体中的悬浮微粒，如烟、雾等)以及阴暗度来引起气候变化。其中，产生最大影响的活动是化石燃料燃烧，关键温室气体二氧化碳(co2)就是通过这一途径被释放到大气中。这些气体聚积在大气中，引起大气浓度的与时俱增，进而导致全球气候变暖。国际社会和科学界已对全球变暖高度关注，采取各项措施应对这一趋势。
经济与合作发展组织(oecd)1972年就提出了“污染者付费”(polluter pays principle，ppp)原则，从而引发了世界税制绿化浪潮，并为包括二氧化碳税在内的绿色税制的实施确立了基础。20世纪70年代以来。oecd成员国以及欧洲多国纷纷推行二氧化碳税政策，并结合已有税制的结构调整，取得了十分明显的延缓全球变暖与保护环境的环境效果。1992年6月通过的联合国《里约环境与发展宣言》也要求名国政府加强财政以及经济政策的补充性作用，把环境费用纳入生产者和消费者的决策过程。
除了以环境为出发点外，绿色税制的运用，更对国家经济与民生有整体的影响。因此，在税制绿化改革的背景下，二氧化碳税的运用正获得越来越多的支持，这也反映了国际环境经济手段和税收结构的最新发展。
(二)二氧化碳税的概念与特性
二氧化碳税最早由英国经济学家阿瑟·皮苟(arthur cecil pious)在《福利经济学》一书中提出。二氧化碳税可以通过对燃煤和石油等化石燃料产品的含碳量进行征税来实现减少化石燃料消耗和二氧化碳这一主要温室气体的排放。二氧化碳税是与全球气候变化紧密联系在一起的，其特性可以归纳为以下四点：(1)二氧化碳税的实质是为了保护全球温度这一公共产品，而对二氧化碳这一温室气体所开征的一项税负，目的是使排放二氧化碳的生产过程和消费所产生的外部成本内部化。(2)二氧化碳税是一种间接税，是在生产或者消费的过程中征收的。而且二氧化碳税具有固定税率，对国民经济发展的副作用相对较小。(3)二氧化碳税是一种调节税。随着越来越多的国家完成工业化进程，可供给的廉价燃料也在逐步减少。环境税制相对成熟的发达国家都将二氧化碳税作为一种调节税，因为二氧化碳税能够发挥激励作用，促进节能，促使风能、太阳能、地热能等可再生能源的使用。(4)二氧化碳税影响广泛而深远。征收二氧化碳税涉及社会经济和人民生活诸多方面，影响远比一般特许权税(如烟草专卖税)更加广泛深远。实施国在征收过程中，不仅要考虑经济效率、环境效果，还要考虑到社会效益、国际竞争力等问题，从而根据商品的收入弹性、收入替代效应，慎重选择征税品种和税率。
二、瑞典二氧化碳税制实证分析
(一)瑞典二氧化碳税制简介
瑞典与其北欧邻国一起，是欧盟第一批在环境保护领域发展和实施经济手段的国家，在环境保护中广泛运用了环境税、费和其它众多的经济手段。根据oecd 2004年对其成员国做出的评估，瑞典实行了约70项以市场为基础的手段，是在环境保护方面运用最多经济手段的国家。
瑞典于1991年开征二氧化碳税，征税范围是所有种类的燃料油，该税是对现行能源税的补充。开征二氧化碳税的同时，能源税率降低了50％。从那之后，能源税体系几经变革，但是不变的是对于工业和电力产品的税率一直低于其它部门。目前，工业消费者不支付能源税，二氧化碳税也只需支付一半。电力产品不需要交纳任何能源税和二氧化碳税。瑞典目前二氧化碳税率为0.36瑞典克朗／千克co2(合150美元／吨co2)。征收二氧化碳税最显著的效果是有机物在瑞典直接供暖系统中的大量应用，如今瑞典约50％的供暖系统利用生物燃料等作为热能供给，而不再是用煤炭和石油来提供热能。
瑞典能源税体系于1991年进行了改革。改革后的能源税体系以二氧化碳税和对燃料征收的能源税为基础，而且对燃料征收的能源税不与燃料的含碳成分挂钩。开征二氧化碳税的同时，一般能源税率下降了50％。为了避免对瑞典工业的国际竞争力产生影响，工业部门的税率低于私人家庭，对于一些能源密集型产业进一步给予减免。目前瑞典对于化石燃料，尤其是对汽油征收的二氧化碳税非常高。见图1。
(二)瑞典征收二氧化碳税对温室气体的减排效果
根据德国著名环境组织germanwach的统计资料表明，瑞典于2006年和2007年两次荣登“拯救地球国家名单”榜首，成为世界各国应对全球气候变暖行动中最有成效的国家。
2007年9月，瑞典政府的统计表明将近90％的减排效果归功于税收体系改革。瑞典环境部部长an—dreas algren称，如果没有征收二氧化碳税，国内的排放量将比现在高出20％。因为二氧化碳税的征收使得污染的成本升高，从而使全国都开始关注环保能源的开发与利用。因此，征收二氧化碳税是减排最有效的途径，而且基本不会影响到良好的经济增长势头。在1990～2006年间，瑞典的二氧化碳排放量减少了9％，远远超过了《京都议定书》所规定的发达国家减排目标。与此同时，瑞典的经济保持了44％的固定价格增长。
三、我国开征二氧化碳税的必要性
(一)开征二氧化碳税是国际大势所趋
根据联合国政府间气候变化专门委员会(ipcc)在其第四次评估报告的结论，近50年的全球气候变暖主要是由人类活动大量排放的二氧化碳、甲烷(ch4)等温室气体的增温效应造成的。如今二氧化碳减排已经成为一种国际趋势。
到2007年底，国际社会已经制定了雄心勃勃的温室气体减排计划。一个总的共识是“80—20”原则，即在20年内力争把以二氧化碳为首的温室气体排放量降低80％。继欧盟成员国成功运用税收手段抑制二氧化碳排放量之后，加拿大、澳大利亚、日本等发达国家也纷纷响应应对全球变暖的号召，开始酝酿制定二氧化碳税制。气候变化已经成为主要的国际性议程，迅速和积极地减排将降低调整环境适应的代价。
但要达到“80-20”目标，以中国为首的发展中大国也肩负着巨大的减排压力。在2007年国际能源机构(iea)的最新《全球能源展望》中，预测2030年世界能源需求将增长50％，其中40％是由中国和印度拉动的。联合国秘书长潘基文也在联合国气候变化会议上特别强调，在气候变化的情况下，未来20年预期的经济发展和增长的能源需求，特别需要发展中国家采取紧急行动以减缓气候变化的趋势。
(二)开征二氧化碳税是国家政策所向
近百年内中国年平均气温升高了0.5～0.8℃，已经略高于同期全球增温的平均值。从1986～2007年，中国已经连续经历了22个全国性暖冬。中国气象局局长郑国光也指出，适应和减缓气候变化是中国适应全球变暖的当务之急。
2006年，中国政府的“十一五”规划确立了节能减排工作的硬性指标：到2010年主要污染物排放总量减少10％。2007年5月国务院颁布的《中国应对气候变化国家方案》中，我国政府承诺将控制温室气体排放，确保实现2010年单位国内生产总值能耗比2005年降低20％左右这一约束性目标。2007年6月国务院颁布的《节能减排综合性工作方案》中，明确要制定和完善鼓励节能减排的税收政策，研究开征包括二氧化碳税在内的环境税。2007年11月，由财政部科研所孙钢研究员和许文博士完成的研究报告中提出的三种环境税可选方案中指出，二氧化碳税可以作为一种污染物排放税在中国适时开征。”在环境规划院课题组提出的独立环境税实施方案中，可供选择的税种包括：重要资源税、汽车污染税、能源消费税、二氧化硫税、二氧化碳税和废水排放税。2008年11月5日，由环保部中国环境文化促进会和中国发展战略学研究会社会战略专业委员会，中科院首席科学家牛文元教授牵头组织撰写的《中国碳平衡交易框架研究》报告，建议积极运用政策手段开征碳税，促使企业减少二氧化碳排放。
显然，随着中国政府节能减排的政策措施的落实和环境税制改革的推进，为了实现可持续发展的长久国策，需要开征二氧化碳税这一新税种来完善税收制度的环保功能，提高污染环境行为的税收负担。这也是树立我国作为发展中大国的环境保护立场和建设和谐世界的外交政策主张的一个契机。
(三)开征二氧化碳税有助于优化我国能源消费结构
众所周知，中国的一次能源结构以煤为主。由此可见，我国二氧化碳排放量高是由我国的能源结构特征决定的。
由于煤炭消费比重较大，就造成了我国能源消费的二氧化碳排放强度也相对较高。根据世界银行年刊《2007绿色年鉴》中对1980～2004年世界主要温室气体排放国化石燃料所排放的二氧化碳量的统计数据，2004年中国温室气体排放总量约为61亿吨二氧化碳当量，其中二氧化碳排放量约为50.7亿吨。2007年中国二氧化碳排放量已占世界总量的16％，仅次于美国。(见图2)
现阶段，我国燃油的需求价格弹性处于较高水平，及时研究设计开征碳税将十分有利于促进我国能源消费结构的转变，从而避免进一步依赖于煤炭这样的化石燃料消费。海外经验表明，二氧化碳税的开征可以有效优化能源消费结构。瑞典自1991年开征二氧化碳税之后，由于二氧化碳税的征收导致燃料油和生物燃料的价格产生差异，国家的区域供热部门和许多企业为了追求生产成本最小化，对生物燃料的应用大为增加。在1991～1995年间，生物燃料在瑞典区域供暖系统中所占的比重从25％增长到了42％。目前，生物燃料、泥炭等提供了瑞典区域供热体系中能源供应的50％以上。
因此，中国如果能够及时开征二氧化碳税，必将有利于促进我国能源消费结构的转变，逐步淘汰落后的高能耗产业和技术，避免社会经济滑向不可持续的深渊。
(四)开征二氧化碳税有利于经济社会的发展
二氧化碳税是一种间接税，具有固定的税率而且不会改变分配结构，对经济发展的负面作用相对较小。这一点在国际上已经得到了广泛的认可。而且，一个国家或者地区在确定排放限额以及减排目标的情况下，在国家或者区域的层面实施碳税具有相当的优越性。如果中国开征二氧化碳税，这部分税收收入还将为我国财政收入做出巨大贡献。
全球气候变暖对中国来说远远超出了一般意义上的气候问题和环境问题，对我国经济社会发展已经带来十分严峻的挑战，在我国开征二氧化碳税已显得尤为紧迫。开征二氧化碳税对于在全社会增强节能减排意识，提高企业、个人等社会各方面对全球气候变暖问题的认识水平，积极应对气候变化，不断提升气候、生态、环境保护的层次和水平都有着重要意义；既是全面落实科学发展观，建立社会主义和谐社会的必然要求和重要内容，也是中国政府、公众和科学界的共同愿望。
四、我国开征二氧化碳税应注意的问题
(一)依据国情设计二氧化碳税
从我国现阶段的国情来看，环境税的税种设计要反映当前环境问题的主要矛盾。具体讲，就是要有利于促进“十一五”规划确定的单位国内生产总值能源消耗降低20％目标的实现。目前我国环保措施主要是以收取各项费用为主，征税为辅，并且这些少量的税收措施还是零散地存在于资源税、消费税、增值税等有关规定中，很难发挥遏制并减少环境污染的合力作用。
相关研究表明，虽然开征二氧化碳税能够显著降低我国温室气体排放量，但是也会对我国经济产生较大负面影响。因此，考虑到我国国情的制约，目前还未开征二氧化碳税。中国幅员辽阔，区域发展水平悬殊，考虑到社会公平问题和落后地区的发展问题以及税收对经济结构的影响，就需要谨慎设计开征二氧化碳税，以照顾不同地区和不同行业之间的分配问题。
二氧化碳税这一新税种的设立，与众多企业的税收负担直接联系在一起。因此我们在研究设计二氧化碳税时必须在不同地区实行差别税率，且初始税率应设置得较低，以使企业能尽快适应这一新税种。根据国际经验，二氧化碳税的征税对象应定位为化石燃料(主要包括煤炭、石油、天然气等)，其税收收入应纳入一般财政收入。而且二氧化碳税收入应实行专款专用，利用税收收入进行绿色清洁能源开发与研究，降低我国温室气体排放量。
(二)完善税收优惠减免政策
国外的经验证明，通过政策改变市场的基础，政府政策的积极作用可以促使节能减排的实现更具成本效益。oecd国家环境税种多样，税率也较高，本应该取得较多的财政收入，但是事实却恰恰相反，原因就是这些国家为了保证其工业产品和服务在国际市场上的竞争力，在实施严苛的环境税的同时，也施行了比较宽松的环境税费减免与返还措施。除此之外，不加重微观经济主体税负的理念，也是oecd国家在实行环境税过程中所奉行的。尤其值得我们借鉴的是，其在开征新的环境税的同时，降低企业的其他税收负担(如所得税负担)。
我国政府应对一些关键行业实行税收优惠或者同时降低其其他税收税负水平，适量增加国家财政补贴，以免对我国经济发展造成负面影响。通过对税收实行减免的政策优惠，使企业、个人等经济主体有意识地开发、保护和有效利用环境资源，并推动整个社会的科技进步，促进社会环境的改善和资源的有效利用。对企业发展低碳能源和可再生能源给与更多的税收优惠，特别是对企业采取措施减少二氧化碳等温室气体排放的行为加大税收优惠力度。
(三)加强宣传力度，建立公众基础
虽然税收的征收主体是代表国家的各级税务机关，具有强制性、稳定性和制度成本节约优势，但是民间的公众呼声也是不容忽视的。任何改革都需要调动各级政府和群众的积极性，二氧化碳税的开征也不例外。因此，在二氧化碳税推出的前期阶段，除了通过在税务部门和环保部门建立完善的协调机制，以及对相关企业实施税收优惠，确保二氧化碳税顺利地推出与征收之外，还必须通过各类媒体向社会公众宣传开征二氧化碳税的必要性与重要性，以获得广大群众的支持和广泛的社会效应。
我们必须通过积极广泛的宣传，让公众明确二氧化碳税的立税目标是改善环境质量，而不是税收的增长。征收二氧化碳税的根本在于把环境污染和生态破坏的外部成本内化到生产成本和产品价格中，通过市场机制优化配置环境资源。通过调整税收和外汇政策、货币发行等综合配套措施，将外在的企业成本适当分解，让社会承担的成本转为由企业自身承担，加强宏观调控。
(四)引进先进技术，提高污染源监测水平
中国能源生产和利用技术落后是造成能源效率较低和温室气体排放强度较高的一个主要原因。开征二氧化碳税也涉及到污染源的监测技术与人力资源问题。
企业二氧化碳排放量的监测需要大量的专业技术人员和先进的监测设施。《中国应对气候变化国家方案》显示，在气候变化观测、监测技术上中国仍需要国际社会的技术帮助。在污染源监测方面的主要技术需求包括：大气、海洋和陆地生态系统观测技术，气象、海洋和资源卫星技术，气候变化监测与检测技术，以及气候系统的模拟和计算技术等，其中各种先进的观测设备制造技术、高分辨率和高精度卫星技术等都是中国在气候系统观测体系建设方面所急需的，是该领域技术合作需求的重点。中国政府应及时获得上述技术与能够运用该技术的专业人才，并在污染排放企业进行推广，这将有助于对二氧化碳的排放形成有效的监测，从而在我国有效实施二氧化碳税制。
(五)加强第三部门的政策推进作用
第三部门指的是介于政府部门与企业部门之间或之外的社会部门，它是除政府机构和营利机构以外的社会组织，它与政府部门以及企业部门共同构成现代社会的三大支柱。第三部门能够帮助政府唤醒公众的环保意识并与其良好互动，潜移默化地改变企业和个人对节能减排的态度，从而推进二氧化碳税的实施。
从发达国家的经验来看，政府对二氧化碳税的开征与节能减排政策的有效实施都离不开第三部门的积极协助。在美国，诸如pew研究中心、美国环保协会等非政府组织，能够为政府提供关键的知识以及完成政策目标的手段。与口碑良好的非政府组织合作还能提升政府形象，形成良好的公众舆论，也有利于二氧化碳税的开征。如美国的著名经济学家charles komanoff和dan rosenblum律师共同倡议成立的美国碳税中心(carbon tax center，ctc)，就是一个专门为各级地方政府提供减排智囊服务和倡导碳税开征的非政府组织。
二氧化碳制取的研究篇10
关键词：超临界二氧化碳 萃取技术 应用
中图分类号：TQ028 文献标识码：A 文章编号：1007-0745（2013）06-0291-01
超临界二氧化碳萃取技术是近几年发展起来的一项新的分离技术，因具有安全、节能、无毒、无害、没有残留溶剂、溶剂可重复使用、操作温度低、选择性强、不易燃等优点而被称为“绿色分离技术”，比较适合于生理活性物质和天然产物的分离与提纯，因此成为医药、食品、环保、香精香料等领域中分离产品的有效手段。
一、超临界萃取技术的基本原理和特点
超临界流体主要是指处于临界压力和临界温度以上的流体，具有独特的物理化学性质，具备液体和气体两者的优点；其粘度小，与气体比较接近；密度大，与液体比较接近。而扩散系数比液体大几十倍乃至上百倍。因此，超临界流体具有较强的溶解性以及良好的传递性和流动性，其压力和温度的变化在临界点附近比较敏感。经常使用的超临界流体有CO2、NH3、H2O、CH3OH、C2H5OH、C2H2、C2H4等，其中，CO2在工业实际生产中较为常用，其优点是：无毒、处理温度低、选择性强、不易燃、安全、节能、溶剂可再次使用，比较适用于食品工业和制药工业；临界温度比较低，产品容易分离，没有溶剂残留，比较适合热不稳定性物质的分离；临界压力较适中，运输方便；化学性质不活泼，不易燃，一般不与其他物质发生反应，操作安全。超临界二氧化碳萃取技术也有它的局限性：通常情况下适用于小分子、亲脂性物质的萃取，而对大分子、强极性物质的萃取要添加夹带剂，并要在较高的温度压力下操作，因此对工艺设备的要求较高，投人较大[1]。
二、超临界二氧化碳萃取技术在医药方面的应用
1、提取生物碱
超临界二氧化碳萃取技术在生物碱方面提取分离的有点为：低温、快速、收率高、产品品质好、成本低，特别是对那些资源少、疗效好、剂量小且附加值很高的产品较为适用。研究人员对超临界二氧化碳流体萃取洋金花中的东茛菪碱展开实验研究，确立了最佳的萃取条件。所得到的样品萃取比较完全并且杂质较少，反相离子对高效液相色谱较专一、重现性好，加样的回收率为98.78%，相对标准偏差为2.33%，这种方法快速简便、没有污染、对环境友好，为洋金花的质量保证提供了一种可行性分析方法。与传统的萃取分离方法相比，超临界CO2萃取技术所需要的原料多需要用碱性试剂来进行碱化预处理。相关人员对乌头生物碱进行了超临界萃取以及含量的测定，结果表明，如果没有经过预碱化处理，乌头生物碱的含量和收率就比较低，经过预碱化后萃取效果明显提高。
2、提取黄酮类物质
传统的提取黄酮类化合物常用的方法有碱醇提取、热水提取或醇提法、碱水等。粗产物的提取主要是依据其分子大小、极性差异、特殊结构和酸性强弱等性质，这种传统的萃取分离手段普遍存在提取率低、排污量大、有效成分损失较多、成本高等缺点。研究人员探究了从紫菀植物中提取有效成分紫菀酮的超临界二氧化碳的萃取方法，和常规提的取方法想比，超临界二氧化碳萃取技术具有萃取时间短、回收效率高的优点。
3、提取苷类和糖类物质
苷类和糖类化合物羟基多、分子量比较大、极性强，用高纯的二氧化碳进行提取时产率较低，一般需要较高压强或者加入夹带剂来提高产率。研究人员用超临界二氧化碳萃取技术，研究了从灵芝中提取多糖和总皂苷3种萃取手段。其中，添加不同浓度的乙醇的超临界二氧化碳萃取技术与传统的萃取工艺相对比，总皂苷产品和多糖的回收效率分别提高了l 8.9倍和1.62倍。
三、超临界二氧化碳萃取技术在食品领域中的应用
1、提取植物油
利用超临界二氧化碳萃取手段对大豆中磷脂的提取，克服了以往萃取中溶剂残留的问题，确保了产品符合绿色食品、有机食品的标准，同时萃取技术在低温下进行，保证了提取的磷脂色泽浅、不变性，产品质量远远高于传统方法生产的磷脂；利用超临界二氧化碳萃取技术提取的沙棘籽油获得的甘油三脂具有纯度高，色素、磷脂含量低，容易分离，籽蛋白没有变性等优点；利用超临界二氧化碳萃取技术提取月见草籽油，避免了传统冷榨工艺出油率低、油脂不清的缺点，同时也避免了溶剂法提取时其中γ-亚麻酸被破坏的缺点[2]。
2、提取食用香精香料
植物中芳香类化合物的特点为稳定性差，受热容易变质、挥发等。传统的生成香精香料的工艺主要有有机溶剂萃取、水蒸气蒸馏、吸附等方法。而以上方法提取时具有提取效率低，提取的有效成分不完全，很难保留原有的风味，提取产品中残留有溶剂等缺点。而采用二氧化碳萃取技术则能够很好的解决这些问题。
3、脱去咖啡中的咖啡因
最早利用超临界二氧化碳萃取技术实现工业上规模化生产的是去除咖啡豆当中的咖啡因。传统脱去咖啡因的工艺是溶剂萃取法，但是这种工艺存在提取效率低、产品纯度低、溶剂残留和工艺复杂等缺点，而超临界二氧化碳萃取技术对咖啡因的选择性较高，同时还具有无毒、不易燃、成本低廉、容易获得、溶解度大的有点，因此格外受到人们的重视。用超临界二氧化碳萃取技术可以将咖啡因的质量分数从2%降到0.02%。这种脱去技术还可以用于脱去茶叶中的咖啡因[3]。
四、在污水处理方面的应用
由于CO2化学性质比较稳定，没有毒性且无腐蚀性，不易燃易爆，因此较容易实现临界状态，而且二氧化碳的临界温度为31.1℃比较接近常温，故可以用它来进行污水处理。在临界点附近，操作压力或操作温度的微小改变，都能引起超临界流体密度的较大变化，从而导致二氧化碳的溶解能力达到数个数量级的改变。超临界二氧化碳的处理污水的原理就是溶解出污水中污染物，然后降低压力或提高温度，在低密度状态下使萃取剂和污染物分离，从而实现其处理污水的效果。
与传统的处理方法相比，超临界二氧化碳工艺具有很多优点：（ 1 ）污水处理能力随着其密度的增加而提高，故比较容易通过调节压力和温度来实现操控；（ 2 ）溶剂回收较方便简单，不会产生溶剂污染或残留；（ 3 ）由于超临界二氧化碳化学性质很稳定，无毒、无腐蚀性，因此对于林产领域中的污水处理比较适合。
五、结束语
超临界二氧化碳萃取技术在近几年取得了快速发展，但是在实际应用中也遇到了很多问题，这需要研究人员不断的探索与创新。我们相信超临界二氧化碳萃取技术一定会在工业上得到广泛应用，进而促进经济社会的全面发展。
参考文献：
[1]王艳萍.谈超临界流体萃取技术的应用[J].安阳工学院学报，2009（6）：25.