去除二氧化碳中混有的一氧化碳杂质,需基于两种气体的化学性质差异选择技巧。下面内容是常见且有效的解决方案:
一、推荐技巧:通过灼热的氧化铜(CuO)
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原理
一氧化碳(CO)在高温下具有还原性,能与灼热的氧化铜反应生成二氧化碳(CuO + CO → Cu + CO?),而二氧化碳(CO?)本身不参与反应,因此可高效去除杂质。 -
操作步骤
- 将混合气体通过装有灼热氧化铜粉末(或氧化铜网)的玻璃管;
- 反应后收集气体,此时CO被完全转化为CO?,纯度显著提升。
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优点
- 高效彻底:反应条件简单,无副产物引入;
- 无二次污染:仅生成铜和二氧化碳,无需后续处理。
二、其他可行技巧
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催化氧化法
- 使用催化剂(如铂、钯)促使CO与氧气反应生成CO?,适合工业尾气处理。需注意需额外通入氧气,可能影响气体纯度。
- 反应式:2CO + O? → 2CO?(需催化剂)。
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吸附法
- 利用活性炭或分子筛选择性吸附CO,但需定期更换吸附剂,且对高浓度CO?混合气效果有限。
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生物处理法
- 通过特定微生物(如甲烷菌)代谢CO为CO?,环保但需严格控制温度、pH等条件,适合低浓度气体的长期处理。
三、不可行技巧及缘故
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点燃法
- CO在CO?气氛中无法点燃(缺乏足够氧气),且可能引入氧气杂质。
- 示例:若强行通入氧气点燃,可能引发爆炸风险。
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通过澄清石灰水或氢*溶液
- CO?会被碱液吸收(如CO? + Ca(OH)? → CaCO?↓ + H?O),但CO不反应,导致目标气体被误除。
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使用木炭
- 高温下木炭会还原CO?生成CO(C + CO? → 2CO),反而增加杂质浓度。
四、工业级分离技术
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COSORB法
- 利用铜*选择性吸收CO,再通过加热释放高纯度CO。适用于大规模气体分离,但设备复杂、成本较高。
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深冷分离法
- 基于CO和CO?沸点差异(CO:-191.5°C,CO?:-56.6°C),通过低温液化分离,需高压环境和精密设备。
- 实验室或小规模处理:优先选择通过灼热氧化铜的技巧;
- 工业场景:可结合催化氧化、吸附法或COSORB法综合处理;
- 避免使用点燃、木炭或碱液等无效/危险技巧。
具体操作时需根据气体浓度、设备条件及纯度要求灵活选择方案。