Static opaque chamber-based technique for determination of net exchange of CO2 between terrestrial ecosystem and atmosphere

Carbondioxide(CO2),akeygreenhousegas,con-tributesgreatlytoglobalwarming.TheatmosphericCO2concentrationhasincreasedby31%since1750[1].Theincreaseratewas3.2±0.1Pga-1(1Pg=1015g)inthe1990sandthecurrentincreaserateisunprecedentedoverthepast20000years[1].TheatmosphericCO2contentismostlydependentonthenetexchangeofCO2withincarbonpoolsinvolvedinthecarboncycleprocesses.InvestigationoftheprocessesandmechanismsofCO2exchangebetweenterrestrialecosystemandtheatmos-pherehasbeenbecomingoneofthehotspotswit…     

纳米SiO2强化CO2地质封存页岩盖层封堵能力机制试验

页岩为CO₂盐水层地质封存常见盖层岩石类型,强化盖层封堵能力有利于提高CO₂地质埋存量和安全性。为探究随CO₂混注纳米SiO₂(SNPs)强化盖层封堵能力的有效性和可行性,对CO₂地质封存页岩盖层样品开展原地条件下的超临界CO₂酸蚀反应试验,基础组为页岩样品-地层水、对照组为页岩样品-地层水+超临界CO₂、优化组为页岩样品-地层水+SNPs+超临界CO₂,并采用核磁共振测试、场发射扫描电镜可视化观测、X射线衍射测试和岩石力学试验,探究CO₂酸蚀反应前后的页岩孔隙结构、表面形貌、矿物成分及力学性质特征。结果表明：优化组的大孔孔隙分量及孔隙度和渗透率增大幅度低于对照组;与对照组相比,优化组黏土矿物与碳酸盐岩矿物相对含量损失少,表明随CO₂混注SNPs可使岩样内部酸蚀作用减弱;SNPs在岩石端面吸附聚集或进入岩心孔喉,可使优化组页岩样品力学性能损伤程度降低;随CO_2...     

尿素辅助模板法合成介孔氮掺杂CeO2及其CO2捕获应用研究

以硝酸铈为前驱物,以尿素为助剂,采用一种简单的模板法合成了介孔氮掺杂CeO₂材料.利用X射线衍射仪(XRD)、吸附-脱附仪(BET)、透射电子显微镜(TEM)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)等设备对合成材料进行表征.多种测试结果证明:试验得到的纳米材料具有均一的介孔结构和较高的比表面积(124.8 m²·g^-1)并掺杂了氮元素.同时,测定了介孔CeO₂材料对于CO₂的吸附性能,并研究了氮掺杂对CeO₂材料的CO₂吸附性能的影响.结果表明:相比未掺杂氮的介孔CeO₂,氮掺杂的介孔CeO₂具有更好的CO₂吸附性能和循环吸附脱附性能.     

2011和2016年亚热带城市生态系统通量源区及CO2通量特征——以上海市奉贤大学城为例

以上海市奉贤大学城为例,基于地理信息系统、涡动相关（EC）系统和通量源区模型分析了2011和2016年上海市奉贤大学城二氧化碳（CO₂）通量特征（CO₂通量、碳浓度）、通量源区的变化特征.分析结果表明：1）2011年CO₂通量日均值和CO₂质量浓度分别为0.6 μmol·m^-2·s^-1和388 mg·L^-1,2016年两者增加到了0.9 μmol·m^-2·s^-1和406 mg·L^-1;2）2011和2016年研究区内通量源区范围都随着大气稳定度的增加而增加;3）当大气处于稳定状态时,非主风向上的通量源区范围远远大于主风向上的通量源区范围;当大气处于不稳定状态时,主风向和非主风向上的通量源区长度相差较小.     

K2CO3活化合成的甘蔗渣衍生多孔碳用于CO2吸附

环境中化石燃料的大量使用导致CO₂浓度不断增加,这是全球变暖的主要原因。为了解决这一问题,开发一种高效廉价的吸附材料至关重要。以甘蔗渣为碳源,尿素为N源,通过碳化和K₂CO₃活化制备出N掺杂多孔碳。多孔碳的物理化学性质用N₂解吸等温线、傅里叶红外光谱、元素分析、扫描电子显微镜观察和X射线衍射等方法进行表征。结果表明：该材料具有高度发达的孔隙、较高的N含量和较高的石墨化程度。当尿素与甘蔗渣混合比是2、碳化温度是800℃、K₂CO₃浸渍比是3时,多孔碳的比表面积高达2 486.67 m²·g^-1,同时CO₂吸附量高达250.73 mg·g^-1。由此可见以廉价的甘蔗渣制备N掺杂的多孔碳用于吸附CO₂具有广阔的应用前景。     

内蒙古纳岭沟砂岩铀矿床CO2+O2地浸采铀浸出剂对地下水化学参数的调控作用研究

采用内蒙古纳岭沟砂岩铀矿床的地下水样,根据其具体成分制备模拟地下水,研究了CO₂+O₂地浸采铀浸出剂对砂岩铀矿床地下水pH、Eh和HCO^-₃质量浓度的调控作用。研究结果表明：1)随着CO₂注入量增加,地下水的pH迅速降低、Eh小幅度升高、HCO^-₃质量浓度小幅度降低;随着O₂注入量增加,地下水的Eh大幅度升高、pH小幅度升高、HCO^-₃质量浓度保持稳定;随着NH₄HCO₃加入量增加,地下水的pH小幅度升高、Eh小幅度降低、HCO^-₃质量浓度显著升高;CO₂、O₂、NH₄HCO₃各自单独作用,对地下水pH、Eh、HCO^-₃质量浓度的调控结果不符合浸铀的实际要求。2)当CO₂的分压为0.08 MPa、O₂的分压为0.7 MPa、NH₄HCO₃的质量浓度为1 040 mg/L时,地下水的pH被调控至6.25,Eh被调控至251 mV,HCO^-₃的质量浓度被调控至1 027 mg/L左右,符合浸铀的实际要求。     

CO2-水-方解石相互作用后岩石表观形貌及渗透率变化特征

将CO_2注入地下油藏用于驱替原油是减少温室气体的排放及提高原油采收率的一种有效方法。CO_2注入地层后会与地层流体和岩石发生反应,其中岩石组成中的碳酸盐矿物极易与CO_2和水发生反应导致储层岩石物性发生改变。论文以方解石为代表样品,采用X射线衍射仪(XRD),电诱导双等离子体原子排放光谱测定仪(ICP-AES),扫描电镜(SEM)及在5 MPa压力下填砂模型的试验方法进行评价,分别考察了方解石的矿物学性质、CO_2-水-方解石反应前后方解石的表面物性、反应前后溶液的离子浓度变化及方解石填砂模型与CO_2、水反应后渗透率的变化。实验结果表明,与CO_2和水反应后,方解石出现溶蚀现象;反应压力增加,方解石溶蚀现象增加,反应后溶液中Ca~(2+)、HCO_3~-浓度增加;反应温度增加,方解石溶蚀现象增加,反应后溶液中Ca~(2+)、HCO_3~-浓度先增加,后降低;与CO_2和水反应后的方解石/石英砂填砂模型水测渗透率增加。     

CO2注入咸水层模型的非全局尺度升级方法

减少CO₂排放、实现碳中和目标,已成为当前世界应对气候变化的关键议题。碳捕集与封存技术是CO₂减排的重要方式,其中咸水层由于分布广泛、埋深合适以及封存潜力大,成为CO₂地质封存的优选地点之一。为了准确地描述地层,精细的地质模型可包含高达数亿个网格,其数值模拟需要投入巨大的计算资源和时间成本。为了保证数值模拟的高准度和高效率,亟需开展针对CO₂咸水层封存的尺度升级方法研究。针对CO₂咸水层封存的注入阶段,重点考虑CO₂与水的渗流过程,结合多种跨尺度理论开展研究。通过全局粗尺度压力解和迭代算法为拓展的局部区域构建相对准确的边界条件,实现局部-全局渗透率尺度升级。通过结合局部尺度升级与有效通量边界条件,实现局部相对渗透率尺度升级。最终整合形成一套兼具速度与准度的非全局尺度升级方法。数值算例的结果表明:该方法在保证结果准确的前提下,能够加速细尺度数值模拟约8~13倍。为准确、快速的CO₂注入咸水层数值模拟提供新的方法和思路。     

油藏埋存CO2泄漏机制及故障树分析

利用故障树分析法,结合油田CO_2驱和埋存示范区泄漏及环境监测结果,对油藏埋存CO_2发生泄漏的途径和泄漏机制进行分析,并对CO_2驱和埋存示范区进行环境监测。结果表明:对圈闭性很好的油藏,井的密封性失效(包括套管和井口设施损坏)、固井不完善及水泥环腐蚀是造成CO_2泄漏的主要原因;整体上,埋存于地下的CO_2没有发生大规模的泄漏,但在近井土壤中CO_2含量有增加的趋势,越靠近井口土壤中CO_2含量越大,表明CO_2通过井内套管柱或不完整水泥环发生了微量泄漏。故障树分析结果对CO_2埋存区的泄漏监测和预防具有指导意义。