碳烯

碳原子通常是四价,以四根共价键同四个其它原子相结合。如果从这四个原子中去掉二个就成为被称作碳烯的二价反应中间体。藉这类非常活泼的、短寿命分子之助,我们能够探讨有机化学反应的基本机理。本文原载Scientific American,vol.234,№2,1976。作者是Jr.M.Jeans。     

圆柱形碳分子

日本科学家发现了圆柱形碳分子,因为它类似于fullerene或“buckyball”,故称为“buckytube”。该圆柱形碳分子象石墨中一样由排列成六角形的碳原子片组成。这种碳原子不象在C_(80)的fullerene中那样形成封闭笼子,而是形成开端圆柱。圆柱形是一种十分独特的晶体结构,并且这种碳六角形围绕螺旋线扭成螺旋形。buckytube包含多达50个同心圆柱。这种螺旋结构在蛋白质、DNA和细菌中是熟知的,但在无机物中只在fullereneC_(75)中曾见到有这种结构。筑波的NEC基础研究实验室的电子显微术专家S.Iijima试图在透射电子显微镜中检验buckyball时发     

多学科融合共促碳达峰与碳中和

<正>实现碳达峰碳中和(简称“双碳”),是以习近平同志为核心的党中央统筹国内国际两个大局作出的重大战略决策.党的二十大报告明确提出,要积极稳妥推进碳达峰碳中和,深入推进能源革命,加快规划建设新型能源体系,推动能源清洁低碳高效利用,确保能源安全,提升生态系统碳汇能力,加快发展方式绿色转型.     

森林碳图

历经十年、百年和千年的岁月,红杉向着天空不断生长,热带海洋蜿蜒的海岸边红树林逐渐蔓延,泥炭地富含碳的土壤缓慢下沉,锁住了数十亿吨的碳.如果这些天然的碳储藏库因森林砍伐或沼泽疏浚而被破坏,这些红杉或红树林需要再花上百年的时间才能繁茂如初,并回收所有的碳.在一百年以内的时间尺度——人类应对气候变化最糟糕的影响所需时间尺度—...     

一碳化学

开发能源、人工合成食物、保护环境、开拓新的化工原料等方面,都是大家关注的问题,而这一切都离不开一碳化学。本期《一碳化学》一文,以新颖、丰富的科学内容对一碳化学做了介绍。     

干旱区荒漠无机固碳能力及土壤碳同化途径

干旱区荒漠的非生物固碳能力一些学者至今怀疑,关键在于地上通量观测到的CO_2吸收结果是否在土壤碳库得到体现.本研究在我国西北干旱区,将荒漠划分为砾质荒漠(戈壁)、沙质荒漠(沙漠)和壤质荒漠三大类,从颗粒组成、总含盐量、有机碳和无机碳含量等方面测定分析,研究不同类型荒漠土壤有机碳和无机碳(soil inorganic carbon,SIC)密度和储量变化,并与高寒生态系统进行比较.结果表明,不同类型荒漠平均0~30 cm表土层和1 m深土壤SIC密度分别为2.8和10.1 kg C m~(-2).相比较,壤质荒漠的SIC密度最高,1 m深土壤达到12.1 kg C m~(-2).针对土壤对CO_2的吸收和无机固定,提出土壤碳同化(soil carbon assimilation)概念.荒漠生态系统固碳是植物碳同化与土壤碳同化,即有机和无机过程的结合,荒漠土壤无机碳密度和储量是有机碳的5倍.土壤碳同化途径分为3个阶段:CO_2与H_2O反应阶段、CO_2或弱碳酸与土壤溶液阳离子反应阶段、生成溶解碳酸盐与沉淀碳酸盐附着于土壤颗粒和向下沉积阶段.土壤碳同化能力随着土壤有机碳含量、含盐量、水分、粉粒和黏粒含量的增加而提高.     

绿色碳科学发展

<正>目前,世界人口不断增加,资源和能源短缺日趋严重,环境日益恶化,人类正面临前所未有的生存危机.妥善解决经济、资源、环境三者之间的矛盾,实现可持续发展是人类无法回避的重大难题.碳对于人类的生存和社会发展具有不可替代的作用.碳是构成地球上生物的重要元素,没有碳就没有人类本身.从资源角度看,碳资源对于人类也极为重要.碳资源包括不可再生的化石碳资源和可再生的碳资源.不可再生     

纯碳单质梅开二度

碳(6C)*,元素周期表上第六号元素,在太阳系之物质总量里的含量比例甚高,即其丰富程度仅次于氢、氦、氧。碳与氢、氧等元素构成无数种类的有机化合物,所以碳被看作为有机化学以至生命科学的标记。     

原始森林固碳多

要不要砍伐原始森林中的古树．用新生树苗来代替这些古树？这一直是一个有争议的问题。争议的重点在于原始森林是否具有较强的固碳能力．它们能不能为缓解全球气候变暖作贡献？     

碳,并非敌人

<正>威廉·麦克唐纳极力主张:精心利用自然循环去进行设计,确保将碳终结于合适的场所中。碳有着坏名声。2015年在巴黎达成的气候协议要求释放到大气中的二氧化碳跟沉积于地球中的二氧化碳取得平衡。"气候中立现在时"是联合国发起的一项行动,鼓励企业和个人自愿参与测量、减少并抵消到2050年自身的温室气体排放。美国建     

任重道远的碳存储技术

为缓解全球变暖趋势，八国集团的目标是到2020年广泛使用CCS技术，国际能源机构的目标是到2030年建立200座以上的CCS电厂；为此，政治家们把希望寄托在这项并非完全无懈可击的技术之上——     

合成生物学优化微生物碳代谢过程中的碳保存与碳固定

随着化石资源的过度开发和利用,由CO₂过度排放引起的全球变暖已经引起全世界的高度关注,亟待找到可持续的替代解决方案.利用微生物作为细胞工厂,对天然碳代谢途径进行改造以实现更大程度的碳保留及利用天然碳固定途径和人工固碳途径,将碳源转化为可利用碳物质,是减少碳排放、缓解温室效应的有效途径.本文以微生物系统在其代谢过程中优化碳保存及碳固定的能力为主要标准,主要总结了近年来人工碳保留途径和人工固碳途径设计合成方面取得的进展,并进行了比较分析,讨论了以微生物作为细胞工厂实现绿色低碳可持续生产的价值.随着合成生物学的不断发展,越来越多的二氧化碳固定机制将被挖掘和开发,用于重构微生物代谢,实现高效的生物制造,开启工业脱碳的正循环.     

湿地碳计量方法及中国湿地有机碳库初步估计

湿地碳计量是湿地资源保护和增汇技术实施的前提条件. 在全面整理碳计量方法和探讨湿地碳计量的困难性后, 认为清单法是在国家尺度上估算中国湿地有机碳库的一种现实可行的方法. 为了弄清楚我国湿地到底固了多少有机碳? 在先前的研究基础之上, 利用改进后的清单法进行了研究. 主要结果如下: (1) 中国湿地有机碳库总计达5.39~7.25 Pg, 约占全球湿地碳储量(154~550 Pg)的1.3%~3.5%. (2) 中国湿地土壤有机碳库(5.04~6.19 Pg)>中国水体有机碳库(0.22~0.56 Pg)>中国湿地植被碳库(0.13~0.50 Pg), 分别占中国湿地有机碳库的85.4%~93.5%, 4.1%~7.7%和2.4%~6.9%. 本文估算的中国湿地土壤有机碳库要高于先前的研究结果3.67 Pg, 但低于前人的研究结果12.20和8~10 Pg. 在讨论和不确定性分析的基础上, 对今后深入研究的方向进行了展望.     

微生物碳泵理论揭开深海碳库跨世纪之谜的面纱

<正>深海碳库成因之谜气候变化是当今最大的全球性环境问题。人类活动导致大气二氧化碳(CO_2)持续升高是加剧气候变化的主因。海洋是地球上最大的碳库,吸收了工业革命以来人类活动排放CO_2的三分之一,是全球气候变化的"调节器"。海洋碳库调节气候变化的主要组分是溶解在水里的有机碳(DOC)。一方面,海洋DOC总碳量与大气碳库相近,     

基于碳烟表面活性的多步碳烟生成机理研究柴油机碳烟生成的主要影响因素

随着排放法规对发动机碳烟排放量以及碳烟颗粒尺寸的要求日益严格,柴油机部分预混燃烧技术通过协同控制燃烧过程中混合与化学反应参数,可以实现高热效率与超低的碳烟排放.这样使得燃烧边界条件对碳烟生成过程的影响成为研究的关键问题.本研究利用三维CFD数值模拟方法,耦合正庚烷化学动力学简化模型以及改进的多步现象学碳烟模型,来预报以正庚烷为替代燃料的柴油机部分预混燃烧过程及其排放特性.乙炔作为碳烟前驱物形成以及碳烟表面生长的主要组分,其生成历程的准确预报为模拟碳烟形成奠定了基础.碳烟表面生长过程是碳烟质量积累的重要过程,本研究引入碳烟颗粒活化表面比例分数αCH作为评价碳烟表面活化程度的标准,探讨了不同燃烧边界条件对碳烟表面活化程度的影响.研究结果表明,对于混合气均匀的燃烧工况,氧浓度降低导致燃烧温度降低,引起单位面积上的碳烟生长速率大幅降低是表面生长速率减慢的主要原因,最终导致碳烟的生成量减少;随着混合气分层程度增加,燃烧过程中积累了大量未燃碳氢化合物,促进了乙炔的生成和碳烟表面活化程度升高,加速了碳烟表面生长过程,导致最终碳烟排放恶化.此外,燃烧过程中残留的CO对碳烟后期氧化产生一定的抑制作用.