這個過程的簡單機理為: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;然后電子在兩個電極間電勢差的作用下發(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,也會發(fā)生析氫反應(yīng),從而產(chǎn)生氫氣。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、機械零件的收縮裝配、真空冷阱等。②石油、石臘、煤炭、燃燒過程中,也要釋放出二氧化碳。③石油、煤炭在生產(chǎn)化工產(chǎn)品過程中,也會釋放出二氧化碳。
17世紀初,比利時醫(yī)生海爾蒙特即揚·巴普蒂斯塔·范·海爾蒙特,發(fā)現(xiàn)木炭燃燒之后除了產(chǎn)生灰燼外還產(chǎn)生一些看不見、摸不著的物質(zhì),并通過實驗證實了這種被他稱為“森林之精”的二氧化碳是一種不助燃的氣體,確認了二氧化碳是一種氣體;還發(fā)現(xiàn)燭火在該氣體中會自然熄滅,這是二氧化碳惰性性質(zhì)的次發(fā)現(xiàn)。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。在鑄造中用于硬化模和芯子及用于氣動器件,還應(yīng)用于殺菌氣的稀釋劑(即用和二氧化碳的混臺氣作為殺菌、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、倉庫、工廠、、書籍的熏蒸)。
在鑄造中用于硬化模和芯子及用于氣動器件,還應(yīng)用于殺菌氣的稀釋劑(即用和二氧化碳的混臺氣作為殺菌、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、倉庫、工廠、、書籍的熏蒸)。由于還原二氧化碳需要的活化能較高,這個過程需要加一定高電壓后才能實現(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還原往往是個電催化還原過程。分解產(chǎn)生的氣體需導(dǎo)入用冰冷卻的導(dǎo)管中,使氣體中的水蒸氣冷凝下來,再將氣體先后導(dǎo)入分別裝有氯化鈣和的U形管中使其干燥。100℃時,碳酸氫鈉的分解壓為97。458kPa,120℃時為166。652kPa。