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海洋地质前沿2025年第03期:不同实验条件下利用二氧化碳合成片钠铝石的固碳研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:曲希玉;温竞凯;袁勇;施凯腾;陈铁鑫;

单位:中国石油大学(华东)地球科学与技术学院;青岛市海洋地质碳封存重点实验室;青岛市海洋地质碳封存工程研究中心;海洋地质碳封存山东省工程研究中心;青岛海洋科技中心海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室;中国地质调查局青岛海洋地质研究所;

摘要:CO_2的矿物捕获是最持久、最稳定的地质封存形式。片钠铝石作为一种天然的CO_2示踪矿物,其形成与CO_2注入密切相关,也是CO_2地质封存的重要固碳矿物。片钠铝石在地质背景中大量稳定存在的条件是制约CO_2矿化捕获的关键问题,也是寻找CO_2地质埋藏地点的重要影响因素。为了探索利用CO_2快速合成片钠铝石的条件,对pH(8.5/9/9.5/10/10.5)、温度(100/120/140/160/180/200℃)和反应时间(6/12 h)3个主要影响因素进行了比较实验,并基于扫描电镜、X射线衍射分析阐明了合成片钠铝石的最佳条件。实验表明:在pH为8.5~10.5和温度为100~180℃的范围内,产物均为纯片钠铝石,合成量随pH和温度的升高呈先增加后减少的趋势,在200℃的温度下,片钠铝岩的结晶度降低,拟薄水铝石的含量增加。延长反应时间对产品质量没有明显的促进作用,在200℃下延长反应时间反而会加速片钠铝石的溶解。总的来说,140℃和pH 9.5是CO_2合成片钠铝石的最佳条件,也可能是地质封存CO_2的理想条件。

关键词:片钠铝石;;CO_2水岩相互作用;;水热合成;;最佳条件;;CO_2矿物封存

基金资助:山东省自然科学基金“咸水层储集体CO2的固化过程及主要固碳矿物的富集条件研究”(ZR2024MD078);; 中国地质调查局项目“我国东部海域地质碳封存选区调查评价”(DD202503023);; 国家自然科学基金“南黄海CSDP-2井二叠系砂岩储层致密化过程及其对油气充注事件的响应”(42206234);; 自然资源部科技战略研究项目“海底地质碳封存战略研究”(2023-ZL-18)