導讀
黨的二十大報告指出，推動經(jīng)濟社會發(fā)展綠色化、低碳化是實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的關鍵環(huán)節(jié)。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(diào)節(jié)機制、中國“雙碳”目標頂層設計、碳中和愿景下區(qū)域和企業(yè)如何做好戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型布局等議題。
水泥行業(yè)是二氧化碳排放大戶之一。水泥生產(chǎn)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(chǎn)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(xiàn)“雙碳”目標。島津一直致力于碳中和檢測技術的研發(fā)，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(qū)或行業(yè)，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(zhuǎn)降的歷史拐點，標志著經(jīng)濟發(fā)展由高耗能、高排放向清潔低能耗模式的轉(zhuǎn)變。
碳中和是指某個地區(qū)在一定時間內(nèi)，人類活動直接或間接排放的碳總量，與通過植樹造林、工業(yè)固碳等吸收的碳總量相互抵消，實現(xiàn)碳“凈零排放”。
二者之間，先達到碳達峰，再實現(xiàn)碳中和。碳達峰是基礎，碳中和則是低碳發(fā)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(chǎn)品劣化。因此，在研究水泥產(chǎn)品改良和材料開發(fā)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(tǒng)
toc -l固體樣品測定系統(tǒng)
方法特點
●可使用toc固體樣品測定系統(tǒng)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(chǎn)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(shù)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(huán)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(tǒng)，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(chǎn)品改良和材料開發(fā)提供依據(jù)。
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(fā)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(jié)果如下表所示（各測定值是經(jīng)稀釋倍數(shù)校正后的值）。
表1、amp胺類溶液測試結(jié)果
樣品
ic測試（%c）
tn測試值%n）
toc測試值（c%）
co2吸收前
0.00118
3.37
11.7
co2吸收后
1.26
3.34
11.4
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(chǎn)生較大影響，回收具有良好的穩(wěn)定性。
結(jié)論
島津也一直在致力于碳中和檢測技術的研發(fā)，toc-l 固體樣品測定系統(tǒng)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(yè)實現(xiàn)“雙碳”目標做貢獻。
撰稿人：唐國軒
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