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導讀

黨的二十大報告指出，推動經濟社會發展綠色化、低碳化是實現高質量發展的關鍵環節。2022年底在海南博鰲舉行的以“碳中和——國際視野謀篇布局"為主題的“第二屆碳中和博鰲大會"，深入探討了全球應對氣候變化的共識和措施、歐盟碳邊境調節機制、中國“雙碳"目標頂層設計、碳中和愿景下區域和企業如何做好戰略轉型布局等議題。

水泥行業是二氧化碳排放大戶之一。水泥生產的碳排放來源主要有：原料碳酸鈣的分解直接排放、燃料的燃燒直接排放和生產中的間接排放等。因此，需要研制低碳材料、對混凝土再利用和使用替代燃料，才能實現“雙碳"目標。島津一直致力于碳中和檢測技術的研發，尤其對水泥或混凝土碳化中TOC檢測及胺類水溶液中CO2吸收量的評估提供解決方案，為“雙碳"目標貢獻力量。

碳達峰碳中和小科普

碳達峰是指某個地區或行業，年度溫室氣體排放量達到歷史最高值，是溫室氣體排放量由增轉降的歷史拐點，標志著經濟發展由高耗能、高排放向清潔低能耗模式的轉變。

碳中和是指某個地區在一定時間內，人類活動直接或間接排放的碳總量，與通過植樹造林、工業固碳等吸收的碳總量相互抵消，實現碳“凈零排放"。

二者之間，先達到碳達峰，再實現碳中和。碳達峰是基礎，碳中和則是低碳發展的最終目標。

島津解決方案

1水泥或混凝土碳化定量評價

由于混凝土中含有大量鈣，通常呈強堿性，吸收空氣中的二氧化碳等氣體后，形成碳酸鈣，碳化逐漸加重，可能會導致產品劣化。因此，在研究水泥產品改良和材料開發過程中，需要正確掌握材料中的碳酸鈣含量，以定量評價碳化。

分析利器

島津TOC-L 固體樣品測定系統

TOC -L固體樣品測定系統

方法特點

● 可使用TOC固體樣品測定系統進行IC測定，由此迅速且輕松地測定碳酸鈣含量；

● 最大可測定1g樣品，因此可減小樣品不均勻所產生的影響；

● 與通常使用酚酞、目測進行的評價不同，可通過定量，以數值確認碳酸鈣含量細微差異。

圖1、水泥中碳酸鹽含量隨時間的變化圖

由上圖可見，剛剛開封的樣品幾乎不含無機碳（IC），樣品在大氣環境中靜置約3個月后吸收了空氣中的二氧化碳，IC濃度增加至約1%。使用TOC-L固體樣品測定系統，可定量確認水泥等樣品中碳酸鹽含量隨時間的變化，為研究水泥產品改良和材料開發提供依據。

2胺類水溶液吸收CO2評價

當前，CO2分離回收方法中常用胺類水溶液，要求其不僅要與CO2立即發生反應，而且吸收后的CO2回收方便。

分析利器

島津總有機碳分析儀TOC-L 和總氮測定單元TNM-L

TOC-L和總氮測定單元TNM-L

方法特點

● 可使用TOC-L，評價通過胺類溶液分離、回收溫室效應氣體CO2 的過程；

●通過對胺類溶液進行IC 測定，可求出溶解CO2 和碳酸氫離子濃度等無機碳濃度；

● 也可通過TOC/TN 測定，進行胺類溶液的濃度管理。

吸收CO2 氣體前后的胺類溶液IC、TN(總氮)、TOC測定結果如下表所示（各測定值是經稀釋倍數校正后的值）。

表1、AMP胺類溶液測試結果

注：AMP胺類溶液: 2-胺基-2-甲基-1-丙醇, 化學式為(CH3)2C(NH2)CH2OH，制備為20 wt%

由表1可知，通過吸收CO2氣體，AMP溶液的IC濃度大幅增加至1000倍以上。胺類溶液吸收CO2氣體，CO2以碳酸氫根離子的形式溶解于溶液中，導致IC濃度增加。而TOC和TN濃度則沒有較大變化。由此可知，此次CO2氣體吸收試驗，沒有對胺類溶液濃度產生較大影響，回收具有良好的穩定性。

結論

島津也一直在致力于碳中和檢測技術的研發，TOC-L 固體樣品測定系統可對水泥或混凝土碳化中TOC進行測量，TOC-L/TNM-L組合可對胺類水溶液中CO2 吸收量評估及管理，為研制低碳材料、對混凝土再利用和使用替代燃料提供技術支撐，為水泥行業實現“雙碳"目標做貢獻。

撰稿人：唐國軒

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