CO_(2)-咸水-岩石相互作用对储层孔隙度的影响:以准噶尔盆地东沟组砂岩层为例

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作者 金将伟 杨国栋 +3 位作者 刘思雨 马鑫 张银银 韩顺琦 《有色金属(冶炼部分)》 北大核心 2025年第2期204-216,共13页

为探究实际工程情况下超临界CO_(2)注入咸水层地质封存过程中储层孔隙度的变化,考虑CO_(2)-咸水-岩石相互作用对储层孔隙度的影响。以准噶尔盆地东沟组砂岩储层为研究对象建立三维地质模型,采用全耦合方法进行多相多组分流动模拟超临界C... 为探究实际工程情况下超临界CO_(2)注入咸水层地质封存过程中储层孔隙度的变化,考虑CO_(2)-咸水-岩石相互作用对储层孔隙度的影响。以准噶尔盆地东沟组砂岩储层为研究对象建立三维地质模型,采用全耦合方法进行多相多组分流动模拟超临界CO_(2)注入咸水层后的溶解与扩散过程。结果表明,模拟期间储层孔隙度随CO_(2)羽迁移呈现出4种不同变化趋势;温度和地层水盐度梯度变化均会改变孔隙度变化趋势。基于数据分析,发现CO_(2)-咸水-岩石相互作用抑制了CO_(2)的迁移速率,导致不同区域矿物溶解或沉淀状态不同,进而造成了对孔隙度影响的差异性;封存过程中CO_(2)的持续注入导致储层内pH降低,产生矿物溶解,进而增加了孔隙空间,其中钙长石的溶解作用最显著,后期方解石持续生成则导致孔隙度增速放缓或减小;温度升高可促进矿物反应,并导致矿物变化量的增加,进而影响储层孔隙度的变化量;高盐度地层条件下不利于地化反应发生,进而减少孔隙度的变化量。研究结果可为CO_(2)地质封存的储层多场耦合模拟、地球化学响应特征研究提供一定的技术支撑,也为CO_(2)地质封存的长期性和稳定性评价提供了理论依据。 展开更多

关键词 co_(2)-咸水-岩石相互作用 孔隙度 co_(2)地质封存 咸水层 准噶尔盆地 数值模拟

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Ni/USY催化剂金属-载体相互作用对CO_(2)甲烷化性能的影响

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作者 李江涛 刘相洋 +4 位作者 黄奕晨 邱丽 秦波 李瑞丰 闫晓亮 《低碳化学与化工》 北大核心 2025年第1期27-34,共8页

调控金属-载体相互作用是提升负载型Ni基催化剂CO_(2)甲烷化性能的重要途径之一。采用浸渍法通过调变溶液p H值制备了系列Ni/USY-X(X=1、3或5)催化剂,考察了各催化剂的CO_(2)甲烷化性能。其中Ni/USY-3催化剂在450℃、20 h反应条件下的... 调控金属-载体相互作用是提升负载型Ni基催化剂CO_(2)甲烷化性能的重要途径之一。采用浸渍法通过调变溶液p H值制备了系列Ni/USY-X(X=1、3或5)催化剂,考察了各催化剂的CO_(2)甲烷化性能。其中Ni/USY-3催化剂在450℃、20 h反应条件下的稳定性测试中表现出相对最优的CO_(2)甲烷化性能,CO_(2)转化率和CH_(4)选择性分别达到84.5%和95.7%。采用XRD、H_(2)-TPR、SEM和TEM等对催化剂的物相结构、还原性能和形貌进行了表征,从微观层面系统考察了浸渍溶液p H值对催化剂结构和CO_(2)甲烷化性能的影响。结果表明,在适宜p H值调控下,金属-载体相互作用增强,活性金属Ni晶粒的粒径减小,分散度提高。进一步借助原位FT-IR对催化剂的反应路径进行了分析,发现Ni/USY-3催化剂遵循甲酸盐路径。高分散性、较小粒径的活性金属Ni晶粒为碳酸氢盐及时氢化为关键中间体单齿甲酸盐提供了丰富的活性位点,从而实现了CO_(2)的高效转化。 展开更多

关键词 co_(2)甲烷化 金属-载体相互作用 酸性

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CO_(2)-水-岩相互作用对砂岩储层微观孔隙结构及力学性质的影响

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作者 卢铁 何辉 +3 位作者 孙义娟 杜丽媛 于丹丹 李晓彤 《西安石油大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期33-39,共7页

通过CO_(2)-水-岩反应实验,探究反应对于储层岩石矿物成分、微观孔隙结构、力学特性3个方面的影响。结果表明,CO_(2)-水-岩相互作用会导致储层中长石、方解石及部分黏土矿物发生溶解,生成高岭石为主的黏土矿物,进而影响储层微观孔隙结构... 通过CO_(2)-水-岩反应实验,探究反应对于储层岩石矿物成分、微观孔隙结构、力学特性3个方面的影响。结果表明,CO_(2)-水-岩相互作用会导致储层中长石、方解石及部分黏土矿物发生溶解,生成高岭石为主的黏土矿物,进而影响储层微观孔隙结构,导致储层孔隙度、渗透率的变化,并导致储层岩石弹性模量和硬度降低,地层渗透性变好,对CO_(2)封存产生积极的影响。研究对砂岩储层CO_(2)地质封存可注入性评价具有一定的理论指导意义。 展开更多

关键词 co_(2)-水-岩相互作用 力学性质 微观孔隙结构 岩石矿物成分 地质封存

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CO_2-水-方解石相互作用后岩石表观形貌及渗透率变化特征 被引量：12

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作者 肖娜 李实 林梅钦 《科学技术与工程》 北大核心 2017年第24期38-44,共7页

将CO_2注入地下油藏用于驱替原油是减少温室气体的排放及提高原油采收率的一种有效方法。CO_2注入地层后会与地层流体和岩石发生反应,其中岩石组成中的碳酸盐矿物极易与CO_2和水发生反应导致储层岩石物性发生改变。论文以方解石为代表样... 将CO_2注入地下油藏用于驱替原油是减少温室气体的排放及提高原油采收率的一种有效方法。CO_2注入地层后会与地层流体和岩石发生反应,其中岩石组成中的碳酸盐矿物极易与CO_2和水发生反应导致储层岩石物性发生改变。论文以方解石为代表样品,采用X射线衍射仪(XRD),电诱导双等离子体原子排放光谱测定仪(ICP-AES),扫描电镜(SEM)及在5 MPa压力下填砂模型的试验方法进行评价,分别考察了方解石的矿物学性质、CO_2-水-方解石反应前后方解石的表面物性、反应前后溶液的离子浓度变化及方解石填砂模型与CO_2、水反应后渗透率的变化。实验结果表明,与CO_2和水反应后,方解石出现溶蚀现象;反应压力增加,方解石溶蚀现象增加,反应后溶液中Ca^(2+)、HCO_3^-浓度增加;反应温度增加,方解石溶蚀现象增加,反应后溶液中Ca^(2+)、HCO_3^-浓度先增加,后降低;与CO_2和水反应后的方解石/石英砂填砂模型水测渗透率增加。 展开更多

关键词 co2驱 co2-水-岩石相互作用 方解石 溶蚀 表观形貌 离子浓度 渗透率

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CO_(2)-水-岩相互作用对CO_(2)地质封存体物性影响研究进展及展望 被引量：15

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作者 杨术刚 蔡明玉 +3 位作者 张坤峰 曹冬冬 赵兴雷 刘双星 《油气地质与采收率》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期80-91,共12页

CO_(2)-水-岩相互作用是CO_(2)地质封存的核心问题,CO_(2)的注入打破了岩石-地层水化学平衡,引发的地层水化学性质改变、原生矿物溶蚀和次生矿物沉淀,会导致储层和盖层岩石孔隙度、润湿性、力学性质等物性变化并进而影响CO_(2)的注入能... CO_(2)-水-岩相互作用是CO_(2)地质封存的核心问题,CO_(2)的注入打破了岩石-地层水化学平衡,引发的地层水化学性质改变、原生矿物溶蚀和次生矿物沉淀,会导致储层和盖层岩石孔隙度、润湿性、力学性质等物性变化并进而影响CO_(2)的注入能力、封存效率以及封存安全性与稳定性。从CO_(2)-水-岩相互作用机制出发,系统阐述了CO_(2)-水-岩相互作用对地层岩石孔隙度、渗透率、润湿性、力学性质的影响研究进展。研究表明,CO_(2)-水-岩相互作用导致岩石孔隙度和渗透率的变化与其初始孔渗特征和矿物组成密切相关,岩石孔渗特征的改变直接影响储层的注入能力与封存潜力和盖层的封闭能力。润湿性的变化与初始亲水亲油特征有关,CO_(2)-水-岩相互作用通常会减弱亲水岩石而增强亲油岩石的水润湿性,进而影响多相流体在岩石孔隙中的微观分布与渗流特征。由于胶结物溶蚀以及溶蚀孔的形成,CO_(2)-水-岩相互作用会引起岩石损伤,抗压强度、抗拉强度、弹性模量等力学参数减小,一定程度上影响封存安全性。碳中和背景下,微纳米尺度孔隙、深地微生物介导、非纯CO_(2)或工业尾气注入、封存全周期等情景下的CO_(2)-水-岩相互作用及岩石物性响应仍有待深入研究。 展开更多

关键词 co_(2)地质封存 co_(2)-水-岩相互作用 孔隙度 渗透率 润湿性 力学特性

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采动岩体裂隙自修复的水-CO2-岩相互作用试验研究 被引量：18

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作者 鞠金峰 李全生 +1 位作者 许家林 杨磊 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期3700-3709,共10页

采动破坏岩体易与采空区水、气发生一系列物理化学作用,促使裂隙发生导水能力降低的自修复现象;研究揭示导水裂隙的自修复机理对于科学评价地下水生态恢复能力、合理制定裂隙限流的保水采煤对策等具有重要的指导意义。基于砂质泥岩裂隙... 采动破坏岩体易与采空区水、气发生一系列物理化学作用,促使裂隙发生导水能力降低的自修复现象;研究揭示导水裂隙的自修复机理对于科学评价地下水生态恢复能力、合理制定裂隙限流的保水采煤对策等具有重要的指导意义。基于砂质泥岩裂隙岩样在酸性和碱性水溶液条件下的水-CO2-岩相互作用实验,揭示了裂隙在黏土矿物遇水膨胀以及次生矿物或沉淀物充填作用下的自修复机理和规律。结果表明:无论酸性或碱性水溶液条件,裂隙均具备自修复能力,但酸性水溶液条件下的自修复效果更好。裂隙自修复过程中存在渗透率“先快后慢”的分区特征;首先出现以裂隙面黏土矿物遇水膨胀作用为主引起的渗透率快速下降现象,其下降速度在碱性水条件下更快;其次随着时间的累积,裂隙面岩石矿物溶解、溶蚀形成的离子与水溶液中的阴阳离子、游离CO2发生离子交换化学反应,引起高岭石等衍生矿物或Fe(OH)3等沉淀物的生成,这些新的物质在裂隙面逐渐吸附堆积,不断降低裂隙的导水能力。由于实验砂质泥岩中铝硅酸盐矿物含量偏低,无法充分消耗加大通入量的CO2,导致多余的CO2会以碳酸的形式对裂隙面矿物形成溶蚀作用,从而引起裂隙开度及其水渗流能力的提高,表现出对裂隙岩石自修复进程的阻滞作用。 展开更多

关键词 导水裂隙 自修复 水-co 2-岩相互作用 岩石矿物 保水采煤

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陆相页岩CO_(2)前置压裂缝面微观力学损伤与支撑剂嵌入规律

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作者 孙廉贺 王海柱 +7 位作者 李根生 王斌 STANCHITS Sergey 毛泽龙 张耀辰 CHEREMISIN Alexey 郑永 金家成 《石油勘探与开发》 北大核心 2025年第4期919-929,共11页

为了揭示CO_(2)前置压裂过程中超临界CO_(2)(SCCO_(2))-水-页岩相互作用对陆相页岩支撑剂嵌入影响机制,选取渤海湾盆地陆相页岩,开展SCCO_(2)-水-页岩相互作用实验,通过X射线衍射、扫描电镜大面积高分辨率成像、全自动矿物分析及纳米压... 为了揭示CO_(2)前置压裂过程中超临界CO_(2)(SCCO_(2))-水-页岩相互作用对陆相页岩支撑剂嵌入影响机制,选取渤海湾盆地陆相页岩,开展SCCO_(2)-水-页岩相互作用实验,通过X射线衍射、扫描电镜大面积高分辨率成像、全自动矿物分析及纳米压痕等测试方法分析缝面微观力学损伤机制及支撑剂嵌入特征变化规律。研究表明:随着相互作用时间的延长,白云石、长石及黏土矿物含量降低,石英含量增加,其中白云石溶蚀效果最为显著;页岩硬度及弹性模量均呈现幂律衰减模式,在作用1 d内劣化率最大,随后劣化速度呈现缓慢降低的趋势;样品表面压嵌坑数量及嵌入深度呈增大趋势,作用时间超过3 d后支撑剂出现团簇嵌入现象,样品表面开始出现大深度压嵌坑。 展开更多

关键词 co_(2)前置压裂 陆相页岩 SCco_(2)-水-页岩相互作用 微观力学性质 支撑剂压嵌

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CO_2-盐水相对渗透率影响机制研究进展

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作者 刘宁 成建梅 +1 位作者 罗伟 李莎 《地质科技情报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第1期221-226,共6页

将CO2封存于地下深部含水层,是减轻碳排放压力的有效手段之一。CO2-盐水相对渗透率是影响地层中CO2迁移、捕获的最重要参数之一。在借鉴油气资源领域渗透率研究成果的基础上,详细论述了影响CO2-盐水相对渗透率的因素,包括流体性质、流... 将CO2封存于地下深部含水层,是减轻碳排放压力的有效手段之一。CO2-盐水相对渗透率是影响地层中CO2迁移、捕获的最重要参数之一。在借鉴油气资源领域渗透率研究成果的基础上,详细论述了影响CO2-盐水相对渗透率的因素,包括流体性质、流体饱和历史和岩石结构,认为流体性质对相对渗透率的影响主要体现在界面张力、黏度比和毛管数的大小;不同流体饱和历史的相对渗透率曲线存在明显滞后性;岩石结构通过矿物润湿性和孔隙结构差异影响相对渗透率大小;最终得到的相对渗透率曲线是各因素叠加的综合结果。 展开更多

关键词 co_2-盐水相对渗透率 流体性质 流体饱和历史 岩石结构

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气田采出水回注地层CO_(2)封存赋存状态研究

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作者 杨术刚 任金蔓 +4 位作者 蔡明玉 刘浩童 刘双星 薛明 张坤峰 《油气藏评价与开发》 北大核心 2025年第4期656-663,671,共9页

减污降碳协同增效背景下,气田采出水回注协同CO_(2)地质封存为推进减污降碳协同、拓展CO_(2)地质封存效益路径提供了一种重要途径。CO_(2)在气田采出水回注地层的赋存状态演化将直接影响CO_(2)的封存效率和长期安全性。从CO_(2)-气田采... 减污降碳协同增效背景下,气田采出水回注协同CO_(2)地质封存为推进减污降碳协同、拓展CO_(2)地质封存效益路径提供了一种重要途径。CO_(2)在气田采出水回注地层的赋存状态演化将直接影响CO_(2)的封存效率和长期安全性。从CO_(2)-气田采出水-储层岩石相互作用机理出发,运用PHREEQC软件,系统研究了CO_(2)压力、采出水矿化度、储层岩石类型和地层温度对溶解矿化相CO_(2)、自由相CO_(2)2种赋存状态的影响规律和作用机制,结合反应过程矿物组成与溶解矿化比例变化,分析了影响气田采出水回注地层CO_(2)赋存状态主控因素。结果表明:(1)长石、绿泥石是促进CO_(2)矿化反应的主要矿物,而伊利石与方解石则是主要的固碳矿物;(2)溶解矿化相CO_(2)物质的量(以下简称CO_(2)溶解矿化量)随CO_(2)压力的增加而增大,随气田采出水矿化度的增加而减小,砂岩体系中CO_(2)溶解矿化量随温度的增加而减小,而在灰岩体系中CO_(2)溶解矿化量随温度增加先减小后增加;(3)模拟条件下,CO_(2)压力变化导致的砂岩与灰岩体系中CO_(2)溶解矿化比例变化介于47%~72%,岩石类型差异导致的CO_(2)溶解矿化比例变化介于10%~45%,采出水矿化度与地层温度变化导致的砂岩与灰岩体系中CO_(2)溶解矿化比例变化分别介于2%~31%和3%~15%。研究成果对深化碳封存CO_(2)赋存状态演化及影响因素认识、推进气田采出水回注协同CO_(2)地质封存由理论研究向现场示范具有重要意义。 展开更多

关键词 co_(2)地质封存 气田采出水回注 减污降碳协同 PHREEQC软件 co_(2)-水-岩相互作用 赋存状态

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微生物调节CO_(2)封存研究进展

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作者 宋文涛 李术艺 +8 位作者 何宇 王鑫航 郭天赐 胡娜 胡译丹 蒋永光 姜舟 石良 董依然 《安全与环境工程》 北大核心 2025年第4期323-336,共14页

二氧化碳(CO_(2))是一种重要的温室气体,其大气浓度的持续上升对全球气候变化和环境造成了显著影响。系统介绍了CO_(2)封存的多种形式,如地质封存和生物封存,并重点探讨了不同CO_(2)封存环境系统中的微生物作用及其生物地球化学过程。... 二氧化碳(CO_(2))是一种重要的温室气体,其大气浓度的持续上升对全球气候变化和环境造成了显著影响。系统介绍了CO_(2)封存的多种形式,如地质封存和生物封存,并重点探讨了不同CO_(2)封存环境系统中的微生物作用及其生物地球化学过程。结果发现:目前研究较多的CO_(2)封存环境系统包括深地和土壤碳封存环境系统,其中微生物活动对CO_(2)封存产生积极影响;海洋碳封存环境系统中也存在微生物碳泵的复杂作用;微生物和矿物之间的协同作用对于长期稳定的碳封存至关重要。未来研究需要进一步深入理解微生物与矿物在不同封存环境中的相互作用机制,以提高CO_(2)封存的效率和稳定性。深入理解这些过程,将有利于更好地设计和优化CO_(2)封存策略和碳通量管理,有效应对气候变化。 展开更多

关键词 co_(2)封存 环境系统 微生物碳泵 微生物-矿物相互作用

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Zr-MOFs及其衍生物用于CO_(2)加氢制甲醇的研究进展

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作者 杨学磊 左俊怡 +1 位作者 纳薇 高文桂 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2022年第11期22-26,32,共6页

综述了Zr-MOFs催化剂的制备方法并探讨了影响催化剂性能的因素;总结了近年来对Zr-MOFs催化剂进行离子掺杂、改变活性金属的位置、功能基团的改性修饰、改变活性组分、MOFs热解或部分热解等改性后催化剂在CO加氢制甲醇反应中的应用及反... 综述了Zr-MOFs催化剂的制备方法并探讨了影响催化剂性能的因素;总结了近年来对Zr-MOFs催化剂进行离子掺杂、改变活性金属的位置、功能基团的改性修饰、改变活性组分、MOFs热解或部分热解等改性后催化剂在CO加氢制甲醇反应中的应用及反应机理;提出了目前存在的问题及未来的发展方向。 展开更多

关键词 Zr-MOFs co_(2) 甲醇 UiO-66 金属-载体相互作用

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Ni/CeO_(2)基催化剂构筑及其CO_(2)甲烷化催化性能研究进展

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作者 胡译之 彭揚 +3 位作者 张义焕 张荣斌 冯刚 叶闰平 《低碳化学与化工》 CAS 北大核心 2024年第8期74-88,共15页

CO_(2)加氢制甲烷(即“CO_(2)甲烷化”)是实现碳中和目标的重要途径。CeO_(2)由于具有丰富的表面氧空位和优异的储氧性能被认为是重要的催化剂载体之一,过渡金属Ni也因为具有优异的催化性能和低廉的价格被广泛应用于催化剂的研究,CeO_(2... CO_(2)加氢制甲烷(即“CO_(2)甲烷化”)是实现碳中和目标的重要途径。CeO_(2)由于具有丰富的表面氧空位和优异的储氧性能被认为是重要的催化剂载体之一,过渡金属Ni也因为具有优异的催化性能和低廉的价格被广泛应用于催化剂的研究,CeO_(2)和金属Ni结合形成的Ni/CeO_(2)基催化剂在CO_(2)甲烷化反应中展现了良好的应用前景。阐述了Ni/CeO_(2)基催化剂催化CO_(2)甲烷化的机理,介绍了Ni/CeO_(2)基催化剂制备方法,重点总结了活性中心特征、载体性质、助剂类型和金属-载体相互作用等影响Ni/CeO_(2)基催化CO_(2)甲烷化催化性能的因素,并总结了改性Ni/CeO_(2)基催化剂的催化性能。分析发现,通过对Ni/CeO_(2)基催化剂进行改性,可以调控Ni/CeO_(2)基催化剂的CO_(2)甲烷化催化性能与产物选择性,可为提升其CO_(2)甲烷化催化性能提供新的思路。 展开更多

关键词 Ni/CeO_(2)基催化剂 co_(2)甲烷化 金属-载体相互作用 制备方法

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天然气地下储气库CO_(2)作垫层气研究现状 被引量：6

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作者 杜思宇 柏明星 +1 位作者 张志超 刘敬源 《应用化工》 CAS CSCD 北大核心 2023年第8期2387-2391,2396,共6页

针对天然气地下储气库垫层气的相关研究,从CO_(2)和CH_(4)的热力学性质对比以及相关混气实验,综述了CO_(2)作垫层气的可行性。从静态因素和动态因素两个方面,详细综述了CO_(2)作垫层气与工作气混合的影响因素,包括储层孔隙度、渗透率、... 针对天然气地下储气库垫层气的相关研究,从CO_(2)和CH_(4)的热力学性质对比以及相关混气实验,综述了CO_(2)作垫层气的可行性。从静态因素和动态因素两个方面,详细综述了CO_(2)作垫层气与工作气混合的影响因素,包括储层孔隙度、渗透率、温度、压力、CO_(2)垫层气比例等。论述了“CO_(2)-地层水-岩石”相互作用对储层结构和稳定性的影响。研究可为CO_(2)作天然气地下储气库垫层气的注采动态变化规律分析以及提高储气库天然气采收率提供理论借鉴。 展开更多

关键词 天然气地下储气库 co_(2)作垫层气 co_(2)地质封存 “气-水-岩”相互作用

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Pd基多相催化剂上CO_(2)加氢反应的研究进展 被引量：8

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作者 周雷雷 程海洋 赵凤玉 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期166-180,共15页

随着二氧化碳(CO_(2))排放量的不断增加,全球变暖和气候变化的加剧对人类的生存环境产生了巨大的影响.CO_(2)作为廉价、可再生的碳氧资源,将其转化为高附加值化学品是绿色化学及能源领域的重要研究课题之一,受到广泛关注.Pd基催化剂由... 随着二氧化碳(CO_(2))排放量的不断增加,全球变暖和气候变化的加剧对人类的生存环境产生了巨大的影响.CO_(2)作为廉价、可再生的碳氧资源,将其转化为高附加值化学品是绿色化学及能源领域的重要研究课题之一,受到广泛关注.Pd基催化剂由于具有优异的加氢能力以及良好的抗烧结、抗毒化性能,作为CO_(2)催化转化最有前途的催化剂被广泛应用和研究.本文主要对Pd基催化剂上CO_(2)加氢制备HCOOH,CO,CH_(4)和甲醇等小分子能源化合物的研究进展进行综合评述,重点关注Pd基催化剂上CO_(2)分子的吸附/活化位点、催化剂的金属-载体强相互作用及表界面组成等对催化剂活性和选择性的影响以及催化反应机理. 展开更多

关键词 Pd基催化剂 co_(2)加氢 活性中心 金属-载体强相互作用 催化机理

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