二氧化碳是空气中常见的温室气体，是一种气态化合物，碳与氧反应生成其化学式为CO2，一个二氧化碳分子由两个氧原子与一个碳原子通过共价键构成。

二氧化碳常温下是一种无色无味、不助燃、不可燃的气体，密度比空气大，略溶于水，与水反应生成碳酸。二氧化碳压缩后俗称为干冰。工业上可由碳酸钙强热下分解制取，实验室一般采用石灰石（或大理石）和稀盐酸反应制取。

二氧化碳有着十分广泛的用途。二氧化碳产品主要是从合成氨制氢气过程气、发酵气、石灰窑气、酸中和气、乙烯氧化副反应气和烟道气等气体中提取和回收，商用产品的纯度不低于99%（体积）。

一种正在研究的新型合成材料，以二氧化碳为单体原料在双金属配位PBM型催化剂作用下，被活化到较高的程度时，与环氧化物发生共聚反应，生成脂肪族聚碳酸酯（PPC），经过后处理，就得到二氧化碳树脂材料。在聚合中加入其它反应物，可以得到各种不同化学结构的二氧化碳树脂。二氧化碳共聚物具有柔性的分子链，容易通过改变其化学结构来调整其性能；较易在热、催化剂、或微生物作用下生分解，但也可以通过一定的措施加以控制：对氧和其它气体有很低的透过性。可开发出以下用途的产品：1.从脂肪族聚碳酸酯与多异氰酸酯制备聚氨酯材料，优于普通聚酯聚氨酯的耐水解性能。2.用顺丁烯二酸酐作为第三单体进行三元共聚；产物是一种含碳酸酯基和酯基的不饱和树脂，可交联固化，亦能与纤维之类固体复合，是类似于普通不饱和聚酯使用的一种新材料。3.脂肪族聚碳酸酯可以与各种聚合物共混而获得各种不同的性能。可以用作环氧树脂、PVC塑料等的增韧剂、增塑剂或加工助剂。4.二氧化碳、环氧乙烷等的共聚物，二氧化碳、环氧丙烷和琥珀酸酐的三元共聚物能被微生物彻底分解，不留残渣，是一类有希望的生物降解材料。5.二氧化碳共聚物有优异的生物体相容性。特别设计的共聚物可望用作抗凝血材料或用作药物缓释剂。6.某些型耐油橡胶的成本可比用纯丁腈降低10%左右，每吨产品的成本可降低1000元以上。

一定范围内，二氧化碳的浓度越高，植物的光合作用也越强，因此二氧化碳是最好的气肥。美国科学家在新泽西州的一家农场里，利用二氧化碳对不同作物的不同生长期进行了大量的试验研究，他们发现二氧化碳在农作物的生长旺盛期和成熟期使用，效果最显著。在这两个时期中，如果每周喷射两次二氧化碳气体，喷上4～5次后，蔬菜可增产90%，水稻增产70%，大豆增产60%，高粱甚至可以增产200%。

气肥发展前途很大，但目前科学家还难以确定每种作物究竟吸收多少二氧化碳后效果最好。

德国地质学家埃伦斯特发现，凡是在有地下天然气冒出来的地方，植物都生长得特别茂盛。于是他将液化天然气通过专门管道送入土壤，结果在两年之中这种特殊的气体肥料都一直有效。原来是天然气中的主要成分甲烷燃气起的作用，甲烷用于帮助土壤微生物的繁殖，而这些微生物可以改善土壤结构，帮助植物充分地吸收营养物质。

固态二氧化碳压缩后又叫干冰，零下75℃干冰升华，可以吸收周围的热量，使周围水汽凝结，就生成了一种云雾缭绕的景象，同时周围温度迅速降低，因此干冰常用于低温保存物品。

干冰的使用范围广泛，在食品、卫生、工业、餐饮中、人工降雨有大量应用。

液态二氧化碳灭火器是在加压的情况下，把液态二氧化碳装入小钢瓶内。这种灭火器可以用来扑灭图书档案、贵重设备、精密仪器等火灾。

CO2制冷剂

减少二氧化碳这一种温室气体的排放，能有助于减轻地球的温室效应。但二氧化碳同时也是制冷空调行业的天然制冷剂之一，其在制冷行业的广泛使用，恰恰能减少温室效应（GWP=1），还不破坏臭氧层。如此看似矛盾的双重身份，其实一点也不矛盾，但二氧化碳被作为制冷剂使用，已经有百多年的历史了。

而二氧化碳的应用发展也来越成熟，全球零部件与系统供应商，包括丹佛斯、卡乐、恩布拉科、路伟、爱默生以及GMCC美芝等，都顺应了这个潮流，已经为商业部门提供了二氧化碳解决方案。

CO2制冷剂三大应用

二氧化碳的研究和应用主要集中于三个方面：一方面是汽车空调领域，由于制冷剂排放量大，对环境的危害也大，必须尽早采用对环境无危害的制冷剂；第二方面是热泵热水器，二氧化碳在超临界条件下放热存在一个相当大的温度滑移，有利于将热水加热到一个更高的温度；第三方面是考虑到二氧化碳良好的低温流动性能和换热特性，采用它作为复叠制冷循环低温级制冷剂。

低浓度时为生理性呼吸兴奋药。当空气中该品含量超过正常（0.03%）时，能使呼吸加深加快；如含量为1%时，能使正常人呼吸量增加25%；含量为3%时，使呼吸量增加2倍。但当含量为25%时，则可使呼吸中枢麻痹，并引起酸中毒， 故吸入浓度不宜超过10%。