利用富钙镁离子溶液媒介强化碳酸盐沉淀以永久固定CO2的机理研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51106088
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    25.0万
  • 负责人：
    王鹏
  • 依托单位：
    山东大学
  • 学科分类：
    E0604.燃烧学
  • 结题年份：
    2014
  • 批准年份：
    2011
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2012-01-01 至2014-12-31

项目摘要

CO2问题需人类通过多种途径研究、尝试、应对，CCUS是继提高能效、节能和利用可再生能源之后可采取的终极方案。申请人提出并发展了利用富钙、镁离子溶液通过强化碳酸盐沉淀形成以永久固定CO2的创新性构思，并探索了其可行性与价值。本项目拟结合化学及热力学分析计算与试验研究，从离子反应、化学平衡、沉淀结晶、传质扩散和催化强化等方面入手，揭示强化碳酸盐沉淀形成的机理与途径；充分借鉴前人分离CO2的研究，筛选适宜的pH值提高试剂并优化其回收方式；进而完成该创新构思的系统优化和整体性评价，实现全面认知。通过本项目研究，可为该构思从研究思路向技术应用的跨越完善理论基础，为二氧化碳提供一种永久封存方式，丰富人类应对气候变化的技术选择；能为海水淡化后的浓海水、高硬度工业废水等提供新的有效处理形式；还有可能促进CO2咸水层封存与强化淡水采集的融合与发展，为干旱、半干旱地区获取淡水资源开辟新的途径。

结项摘要

针对CO2固化为碳酸盐在自然条件下速率缓慢、反应潜力有限等问题，提出了利用富钙镁离子溶液为媒介实现CO2永久固定与资源化利用的固碳方式。本项目深入探究碳酸盐沉淀反应强化进行的潜力与最佳机制、多种pH调节剂强化固碳的可行性及性能优化，并采用试验和量化模拟的方法对优化筛选的体系进行固碳性能和机理研究，从多角度证实了该方法的有效性和实用性。此项研究不仅能实现CO2的固定并提供一种新的CCUS途径，还能为海水淡化后的浓海水、高硬度工业废水等处理提供新的有效形式同时实现废物资源化。. 主要工作可分为以下几部分：.（1）研究了碳酸盐沉淀的强化机理，在鼓泡床反应器上进行海水脱碳的试验研究，并运用化工流程模拟软件ASPEN PLUS模拟海水捕集封存烟气中CO2生成碳酸盐沉淀的工艺过程，对形成难溶碳酸盐沉淀的方式封存CO2进行了较全面的考察。.（2）试验研究多种可溶性pH调节剂强化固碳的可行性。以提高溶液pH值强化碳酸盐沉淀理论为基础，通过向富钙镁离子溶液中添加无机碱性溶液（氨-氯化铵缓冲溶液）和可溶性有机胺(MEA溶液、MDEA溶液等)有效强化了碳酸盐沉淀，同时提出调节剂再生重复利用的不可行性。.（3）在上述研究的基础上，提出利用不溶性有机胺强化富钙镁离子溶液固碳的新思路。以三丁胺作为萃取剂，正丁醇作为稀释剂组成的pH调节剂为媒介强化浓海水固定CO2进行了可行性研究。并对稀释比、相比、搅拌速度、反应温度等反应中各种试验参数对碳酸盐化效果的影响进行了考察，证实了该方法固碳的试验可行性及较高的再生利用率。.（4）利用试验及量化模拟的方法对三丁胺-正丁醇体系的固碳性能和机理进行了更为深入的研究，从热力学角度及工艺能耗估算的分析表明了该体系二氧化碳碳酸化固定的低能耗高潜力。.（5）搭建小型全套工艺系统，进行性能测试，同时提出利用表观碱度作为胺体系选择与优化的标准，在小型实验系统中对多种胺体系进行表观碱度以及矿化率的测量，实现体系的进一步优化完善。. 本项目已在国内外期刊上发表SCI/EI收录论文6篇，在审专利3项。以本项目为依托，已培养研究生各3名。

项目成果

期刊论文数量（6）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Characterization of Typical Biomass Ashes and Study on Their Potential of CO2 Fixation
典型生物质灰烬的表征及其固定 CO2 潜力的研究
  • DOI：
    10.1021/ef300781e
  • 发表时间：
    2012-09-01
  • 期刊：
    ENERGY & FUELS
  • 影响因子：
    5.3
  • 作者：
    Wang, Wenlong;Zheng, Yanli;Wang, Peng
  • 通讯作者：
    Wang, Peng
Experimental Study of CO2 Mineralization in Ca2+-Rich Aqueous Solutions Using Tributylamine as an Enhancing Medium
三丁胺作为增强介质在富钙水溶液中CO2矿化的实验研究
  • DOI：
    10.1021/ef402272k
  • 发表时间：
    2014-03-01
  • 期刊：
    ENERGY & FUELS
  • 影响因子：
    5.3
  • 作者：
    Liu, Xin;Wang, Wenlong;Wang, Peng
  • 通讯作者：
    Wang, Peng
CO2 Fixation in Ca2+-/Mg2+-Rich Aqueous Solutions through Enhanced Carbonate Precipitation
通过强化碳酸盐沉淀将 CO2 固定在富含 Ca2/Mg2 的水溶液中
  • DOI：
    10.1021/ie1025419
  • 发表时间：
    2011-07-06
  • 期刊：
    INDUSTRIAL & ENGINEERING CHEMISTRY RESEARCH
  • 影响因子：
    4.2
  • 作者：
    Wang, Wenlong;Hu, Mingqiang;Ma, Chunyuan
  • 通讯作者：
    Ma, Chunyuan
Enhancement of CO2 Mineralization in Ca2+-/Mg2+-Rich Aqueous Solutions Using Insoluble Amine
使用不溶性胺增强富含 Ca2/Mg2 水溶液中的 CO2 矿化
  • DOI：
    10.1021/ie400284v
  • 发表时间：
    2013-06-12
  • 期刊：
    INDUSTRIAL & ENGINEERING CHEMISTRY RESEARCH
  • 影响因子：
    4.2
  • 作者：
    Wang, Wenlong;Liu, Xin;Wang, Man
  • 通讯作者：
    Wang, Man
固定条形镜面太阳能聚光器设计及性能试验
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    农业工程学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    周希正;马春元;张立强;王鹏
  • 通讯作者：
    王鹏

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    2020
  • 期刊：
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  • 影响因子：
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  • 作者：
    文少杰;张吾渝;王鹏
  • 通讯作者：
    王鹏

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AI项目解读示例

课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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