CCUS（Carbon Capture, Utilization, and Storage）技術，即碳捕集、利用與封存技術，是當前應對全球氣候變暖、實現二氧化碳減排的重要手段之一。該技術通過捕集工業廢氣或大氣中的二氧化碳，經過分離、利用和封存等步驟，實現二氧化碳的減排和資源化利用。
碳捕集是CCUS技術的首要環節，主要方法包括氣體吸附法和氣體分離膜法。
(I)氣體吸附法：利用固體吸附劑對二氧化碳的吸附作用，將二氧化碳從混合氣體中分離出來。這種方法具有操作簡便、適應性強等優點，是碳捕集領域的重要研究方向。
(II)氣體分離膜法：通過特殊設計的膜材料，使二氧化碳與其他氣體在膜兩側形成濃度差，從而實現二氧化碳的分離。膜分離法具有能耗低、效率高等特點，在工業化應用中展現出巨大潛力。
為了準確評價這些指標，需要借助專業的儀器設備，如用氣體吸附及微孔分析儀評價材料的孔結構及吸附量，重量法氣體蒸氣吸附儀評價材料的吸附動力學性能，多組分競爭吸附儀評價材料的吸附分離性能，氣體分離膜分析儀評價膜材料的分離性能。
碳利用是CCUS技術的關鍵環節之一，主要目的是將捕集的二氧化碳轉化為有價值的化學原料。常見的利用方式包括：
(I)催化轉化：通過催化劑的作用，將二氧化碳轉化為甲烷、甲醇、一氧化碳、甲酸等低碳化學品。這些產品廣泛應用于化工、能源等領域，具有較高的經濟價值。
(II)合成燃料：利用二氧化碳與氫氣等原料，通過化學反應合成液體燃料或氣體燃料。這種方法不僅實現了二氧化碳的減排，還緩解了能源危機。
在二氧化碳催化轉化過程中，催化劑的性能直接影響轉化效率和產物選擇性。因此，對催化劑的評價是碳利用過程的重要環節，常用化學吸附儀聯用在線質譜實時監測催化劑表面的反應過程，分析產物的種類和分布，為催化劑的性能評價提供全面信息。
碳封存是CCUS技術的最后一步，主要目的是將捕集到的二氧化碳長期封存在地下或海底地層中，以防止其重新釋放到大氣中。常見的封存方式包括：
(I)地下封存：通過高壓注入技術，將二氧化碳注入地下深層地層中，如廢棄的礦井、煤礦、氣礦等地下床層。
(II)海底封存：將二氧化碳注入海底海床地層中，利用海水的壓力和地層的封閉性實現長期封存。
為了評估碳封存效果，需要采用專門的評價方法。高壓氣體吸附儀是常用的評價設備之一，它可以模擬地下的地層壓力、溫度和應力環境，對碳封存材料的性能進行全面測試。通過測試，可以評估材料在復雜環境下的碳封存能力，為碳封存技術的選擇和優化提供科學依據。
CCUS技術作為一項重要的碳減排技術，具有廣闊的應用前景和重要的戰略意義。通過碳捕集、利用與封存三個環節的有機結合，可以實現二氧化碳的減排和資源化利用。
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