二氧化碳可以這樣用（上）

蘇更林

在碳達峰、碳中和成為熱詞的今天，二氧化碳作為“溫室效應”的“主角”，自然成為人們關注的焦點。構建低碳社會，做好二氧化碳的資源化利用無疑是一個重要的方面。下面就介紹幾種二氧化碳的物理應用。

1.飲食添加

碳酸飲料的靈魂是氣泡，而二氧化碳就是它的發泡劑。當我們飲用碳酸飲料時，由于溫度的升高和壓力的降低，碳酸就會分解為二氧化碳和水。由于該反應為吸熱反應，伴隨著二氧化碳從體內排出，也會帶走一些熱量，這樣就起到了清涼降溫的作用。二氧化碳在常溫下為無色、無臭的氣體，溶于水之后可以電離為水合氫離子和碳酸氫根離子，因此可使水的pH值降低，并產生一種刺激性的涼爽感。

在啤酒中，二氧化碳的含量雖然僅有0.31～0.68克每百克啤酒，卻賦予啤酒以活力。從本質上說，啤酒的泡沫是起泡蛋白和異α-酸復合體在二氧化碳氣泡表面上作用的結果。優良的泡沫特性取決于起泡性、附著性和穩定性三個方面。其中的起泡性主要取決于二氧化碳的含量，二氧化碳在啤酒中溶解得越多，產生泡沫的體積就會越大，因此啤酒的起泡性就會越好。

2.果蔬保鮮

農產品的儲藏保鮮一直都是個熱點話題，人們更期待安全可靠的儲藏手段，來提高生活品質。其中氣調儲藏就是一種安全可靠的果蔬保鮮手段。所謂氣調儲藏就是在冷藏的基礎上增加氣體成分調節手段，主要是降氧增碳，即降低氧氣的濃度，提高二氧化碳的濃度，必要時可加氮氣，以達到更好的儲藏效果。原來，污染果蔬產品的微生物大多為親氧性的，因此二氧化碳可以抑制親氧微生物的生存和繁殖。而且，在低氧條件下（如含氧1%～5%），適當增大二氧化碳濃度還可抑制果蔬的呼吸，從而提高果蔬品質和延長保存期。因此，二氧化碳氣調法是一種不用添加防腐劑的綠色保鮮方法。

3.超臨界萃取

超臨界萃取技術是一種先進的物理分離技術，利用溶劑在超臨界狀態下溶解能力的提高，來提取我們希望得到的物質組分，如藥物成分、植物色素、香味成分或者其他特異成分。

常見的物態有氣態、液態和固態，并且可以在不同的壓力和溫度下互相轉換。氣、液、固三態共存的點叫三相點，其中氣、液兩相平衡的點叫臨界點。在臨界點的溫度和壓力分別叫作臨界溫度和臨界壓力。當物質所處的溫度高于臨界溫度，壓力大于臨界壓力時，該物質所處的狀態就是超臨界狀態。在這種狀態下，無論是增溫還是加壓都不能使其液化，而兼具氣態和液態的性質。由于二氧化碳的化學性質非常穩定，無毒無害，不易燃易爆，工作溫度接近于常溫，因此是一種十分理想的超臨界萃取劑。二氧化碳超臨界萃取技術具有易操作、能耗低、無污染、純度高、無殘留等優點，因此是一種很好的綠色分離技術。

超臨界萃取技術現已十分成熟，應用領域也非常廣泛，如從可可豆中提取油脂，從咖啡豆中提取咖啡因，從辣椒中提取辣椒紅素，從茉莉花中提取花香精，從銀杏葉中提取銀杏黃酮，從蛋黃中提取卵磷脂，從啤酒花中提取有效成分……

4.綠色干洗

干洗是一種使用非水溶劑去除污漬的洗滌方式。傳統的干洗溶劑如四氯乙烯、石油溶劑等或易燃、易爆，或有一定的毒性，且不易降解，對水體有破壞作用。液態二氧化碳作為干洗溶劑，具有無色、無毒、無臭、不燃的特點，將掀起一場綠色干洗革命。

為什么二氧化碳能夠洗衣呢？這主要是利用了液態二氧化碳對污垢的溶解能力，以及液態二氧化碳良好的滲透能力，再加上洗滌缸中的機械作用和添加的化學助劑的溶解作用，從而達到清洗衣物的目的。液態二氧化碳屬于非極性干洗劑，主要去除非極性的油脂類污物，而不能去除水溶性或親水性的污物。為了提高對親水性污垢的溶解度，需要在液態二氧化碳中加入活化劑（二氧化碳專用助劑）。

5.滅火

用于滅火的滅火劑種類很多，各有優勢，二氧化碳滅火劑就是其中不可或缺的一種。用它可撲滅多種類型的火災，尤其是電氣火災。

利用二氧化碳進行滅火，主要作用方式是窒息和冷卻。從儲存系統釋放出來的液態二氧化碳，由于壓力驟降而變成氣態二氧化碳。大約1千克的液態二氧化碳可以產生0.5立方米的二氧化碳氣體。當溫度降至零下56℃時，會有部分微細干冰（固態二氧化碳）粒子產生。氣態二氧化碳分布于燃燒物的表面，通過稀釋作用而使氧含量降低，從而產生窒息作用，而干冰顆粒的升華則會使燃燒物冷卻。

6.制冷

二氧化碳作為制冷劑具有悠久的歷史，并且由于無毒、不易燃而受到青睞。在早期，二氧化碳制冷劑主要應用于民用和船用制冷。二氧化碳制冷劑由于制冷效率低等方面的原因，20世紀30年代開始逐漸被氯氟烴制冷劑所取代。不過，固態二氧化碳（干冰）作為制冷劑直到今天仍在使用。隨著臭氧層保護力度的加大，氯氟烴制冷劑由于對臭氧層有破壞作用而受到限制。在此背景下，二氧化碳制冷劑再度走進科學家的視野，并且受到重視。

7.驅油作業

二氧化碳驅油技術就是把二氧化碳注入到油層中以提高油田采收率的一種技術。二氧化碳驅油，主要是通過降低油水界面的張力來降低驅替（指用某種外來流體置換地層中的油氣，從而把油氣移動到井底）的阻力，同時通過降低原油的黏度，來提高原油采收率。用于驅油的二氧化碳要求純度在90%以上。二氧化碳溶于油后，可使原油體積膨脹，黏度降低30%～80%，一般可提高原油采收率7%～15%。二氧化碳驅油技術不僅能提高原油的采收率，而且也解決了二氧化碳的封存問題。