2025年大學《地球系統(tǒng)科學》專業(yè)題庫——碳吸附對大氣中CO濃度的影響考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.下列哪種材料通常被用作碳吸附劑？A.沙子B.活性炭C.石膏D.食鹽2.碳吸附過程主要依靠哪種作用力？A.離子鍵B.共價鍵C.金屬鍵D.范德華力3.下列哪個過程不屬于CO在大氣中的最終歸宿？A.被羥基自由基氧化成CO2B.被土壤吸收C.被海洋吸收D.被植物光合作用吸收4.提高碳吸附劑比表面積通?？梢裕篈.降低吸附容量B.提高吸附速率C.減少吸附選擇性D.降低吸附溫度5.下列哪種因素不會影響碳吸附過程的效率？A.吸附劑性質B.溫度C.大氣濕度D.CO濃度6.CO在大氣中的主要來源是：A.生物活動B.化石燃料燃燒C.大氣化學反應D.海洋釋放7.碳吸附技術在大氣CO濃度控制中的作用主要體現在：A.直接去除大氣中的COB.促進CO的氧化C.增加CO的排放D.改變CO的傳輸路徑8.下列哪個過程是物理吸附？A.活性炭吸附染料分子B.氧化劑氧化CO分子C.活性炭表面與CO分子形成共價鍵D.濕氣凝結在冷表面上9.碳吸附劑表面酸性增強通常會：A.降低對堿性氣體的吸附B.提高對堿性氣體的吸附C.對氣體吸附沒有影響D.增加吸附劑的熔點10.下列哪個技術與碳吸附技術同屬于大氣CO去除的物理方法？A.生物法B.化學法C.吸收法D.燃燒法二、填空題（每空1分，共20分）1.碳吸附是指利用多孔材料表面______將氣體或液體分子______的過程。2.影響碳吸附劑吸附性能的主要因素包括______、______和______。3.CO在大氣中的半衰期約為______年。4.碳吸附過程的驅動力是______能的降低。5.常見的碳吸附劑包括______、______和______。6.碳吸附過程可以分為______和______兩個階段。7.CO在大氣中的主要去除途徑是______。8.碳吸附技術的經濟性主要取決于______和______。9.碳吸附劑孔徑分布對______有重要影響。10.評價碳吸附劑性能的主要指標包括______、______和______。三、簡答題（每題5分，共30分）1.簡述碳吸附過程的原理。2.簡述大氣中CO的主要來源和傳輸過程。3.簡述碳吸附技術在大氣CO濃度控制中的優(yōu)勢和局限性。4.簡述影響碳吸附效率的因素。5.簡述活性炭作為碳吸附劑的優(yōu)勢和不足。6.簡述生物炭作為碳吸附劑的潛力。四、論述題（每題10分，共20分）1.論述碳吸附技術在全球碳循環(huán)中的作用。2.論述碳吸附技術在未來大氣CO濃度控制中的發(fā)展趨勢。試卷答案一、選擇題1.B2.D3.D4.B5.C6.B7.A8.A9.B10.C二、填空題1.表面能，固定2.比表面積，孔徑分布，吸附能3.2-44.系統(tǒng)自由5.活性炭，木炭，生物炭6.吸附，脫附7.氧化8.吸附劑成本，再生效率9.吸附容量10.吸附容量，吸附速率，選擇性三、簡答題1.碳吸附是指利用多孔材料（如活性炭）表面的巨大比表面積和孔隙結構，通過物理吸附（主要依靠范德華力）或化學吸附（發(fā)生化學鍵合）的方式，將氣體或液體分子捕獲在其內部孔隙中，從而實現污染物去除的過程。2.大氣中CO的主要來源包括化石燃料（煤、石油、天然氣）的燃燒（如交通、工業(yè)、發(fā)電）、生物質燃燒（如森林火災、農業(yè)活動）、以及一些工業(yè)過程（如金屬冶煉）。CO在大氣中相對穩(wěn)定，主要通過與大氣中的羥基自由基（OH）發(fā)生氧化反應生成CO2，其氧化半衰期約為2-4年。CO在大氣中主要通過干沉積（被土壤和海洋吸收）和氧化兩種途徑去除，傳輸過程受大氣環(huán)流控制，可進行全球范圍的輸送。3.優(yōu)勢：碳吸附技術具有吸附效率高、選擇性好、操作簡單、可重復使用、對環(huán)境友好等優(yōu)點，能夠有效去除大氣中的CO等污染物。局限性：吸附劑成本較高、吸附容量有限、再生過程可能消耗能量、對于低濃度CO的去除效果不佳、大規(guī)模應用的經濟性有待提高等。4.影響碳吸附效率的因素主要包括：①吸附劑性質，如比表面積、孔徑分布、孔隙結構、表面化學性質等；②吸附質性質，如分子大小、極性、吸附能等；③操作條件，如溫度、壓力、濕度、接觸時間等；④混合氣體組成，如其他氣體的存在可能會影響CO的吸附。5.活性炭作為碳吸附劑的優(yōu)勢：比表面積大、孔隙結構發(fā)達、吸附能力強、適用范圍廣、可重復使用等。不足：成本較高、易產生二次污染（如活化過程產生的焦油）、對某些污染物的選擇性不高、再生過程可能消耗較多能源等。6.生物炭作為碳吸附劑的潛力：生物炭是由生物質在缺氧條件下熱解產生的黑色固體，具有比表面積大、孔隙結構豐富、表面富含含氧官能團、來源廣泛、環(huán)境友好等優(yōu)點。其潛力在于：可以作為低成本或免費的碳吸附劑替代傳統(tǒng)活性炭；具有顯著的碳封存能力，有助于減緩氣候變化；可以應用于土壤改良和污染修復；對CO、VOCs等多種污染物具有良好的吸附效果。四、論述題1.碳吸附技術在全球碳循環(huán)中的作用主要體現在對大氣中CO濃度的影響上。CO雖然在大氣中的濃度相對較低，但其作為一種重要的含碳氣體，其濃度變化會間接影響大氣氧化能力，進而影響其他溫室氣體（如CH4、N2O）的轉化和去除。通過碳吸附技術去除大氣中的CO，可以減少其對大氣化學過程的干擾，維持大氣化學平衡。此外，碳吸附技術（特別是使用生物質生產的生物炭）可以固定碳元素，將碳從大氣中轉移到固體基質中，從而起到一定的碳封存作用，有助于減緩全球變暖。雖然碳吸附技術對全球碳循環(huán)的整體貢獻有限，但在局部地區(qū)和特定應用場景下，可以作為一種有效的碳管理工具，為應對氣候變化提供一種潛在的技術方案。2.碳吸附技術在未來大氣CO濃度控制中的發(fā)展趨勢可能包括：①開發(fā)低成本、高性能的新型碳吸附材料，如納米材料、金屬有機框架（MOFs）、雜原子摻雜碳材料等，以提高吸附容量、選擇性、再生效率；②優(yōu)化碳吸附工藝，發(fā)展高效、節(jié)能的吸附-解吸技術，降低能耗和運行成本；③將碳吸附技術與其他污染控制技術（如燃燒后脫碳、生物修復）相結合，實現多污染物協(xié)同控制；④加強碳吸附技術的規(guī)模化應用研究和示范工程，評估其在大氣CO濃度控制中的可行性和經濟性；⑤利