由于還原二氧化碳需要的活化能較高,這個(gè)過(guò)程需要加一定高電壓后才能實(shí)現(xiàn),而在陰極發(fā)生的氫析出反應(yīng)的程度隨電壓的增加而加大,會(huì)抑制了二氧化碳的還原,故二氧化碳的還原需要有合適的催化劑,以致二氧化碳的電化學(xué)還原往往是個(gè)電催化還原過(guò)程。在物理性質(zhì)方面,二氧化碳的熔點(diǎn)為-56。6℃(527kPa),沸點(diǎn)為-78。5℃,密度比空氣密度大(標(biāo)準(zhǔn)條件下),溶于水。3世紀(jì)時(shí),中國(guó)西晉時(shí)期的張華(232年-300年)在所著的《博物志》一載了一種在燒白石(CaCO3)作白灰(CaO)過(guò)程中產(chǎn)生的氣體,這種氣體便是如今工業(yè)上用作生產(chǎn)二氧化碳的石灰窯氣。
一般以副產(chǎn)物二氧化碳為原料氣,用吸附膨脹法從吸附相提取高純二氧化碳,用低溫泵收集產(chǎn)品;也可采用吸附精餾法制取,吸附精餾法采用硅膠、3A分子篩和活性炭作吸附劑,脫除部分雜質(zhì),精餾后可制取高純二氧化碳產(chǎn)品。固態(tài)二氧化碳廣泛用于冷藏奶制品、肉類、冷凍食品和其它轉(zhuǎn)運(yùn)中易的食品,在許多工業(yè)加工中作為冷凍劑,例如粉碎熱敏材料、橡膠磨光、金屬冷處理、機(jī)械零件的收縮裝配、真空冷阱等。在鑄造中用于硬化模和芯子及用于氣動(dòng)器件,還應(yīng)用于殺菌氣的稀釋劑(即用和二氧化碳的混臺(tái)氣作為殺菌、殺蟲劑、熏蒸劑,廣泛應(yīng)用于器具、包裝材料、衣類、毛皮、被褥等的殺菌、骨粉消毒、倉(cāng)庫(kù)、工廠、、書籍的熏蒸)。
不久后,德國(guó)化學(xué)家霍夫曼即弗里德里?!せ舴蚵瑢?duì)被他稱為“礦精”的二氧化碳?xì)怏w進(jìn)行研究,推斷出二氧化碳水溶液具有弱酸性。這個(gè)過(guò)程的簡(jiǎn)單機(jī)理為:在初始階段,二氧化碳被吸附在陰極催化劑表面,形成中間產(chǎn)物;然后電子在兩個(gè)電極間電勢(shì)差的作用下發(fā)生轉(zhuǎn)移,轉(zhuǎn)移數(shù)可能是2、4、6、8、12,還原產(chǎn)物隨電子轉(zhuǎn)移數(shù)的不同而可能是、甲酸根、甲酸、、和乙烯等。由于是在水溶液中,也會(huì)發(fā)生析氫反應(yīng),從而產(chǎn)生氫氣。天然的溫室效應(yīng):大氣中的二氧化碳等溫室氣體在強(qiáng)烈吸收地面長(zhǎng)波輻射后能向地面輻射出波長(zhǎng)更長(zhǎng)的長(zhǎng)波輻射,對(duì)地面起到了保溫作用。