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介质阻挡放电等离子体用于二氧化碳分解的研究

作　者: 翟长龙
导　师: 李振花
学　校: 天津大学
专　业: 化学工艺
关键词: 介质阻挡放电二氧化碳分解多孔材料异抗坏血酸
分类号: X701
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

二氧化碳作为最主要的温室气体,又是最为丰富的C1资源,其资源化方法的研究也越来越受到人们的重视。传统的二氧化碳分解需要高温,一般还需借助催化剂、气体分离膜等技术和光、电等能量的输入,而且其操作条件苛刻,对反应设备的要求较高,能耗严重且分解效果差。冷等离子体技术则由于其特殊的非平衡性能够使二氧化碳在常温常压下进行分解,能耗低,效率高,并逐渐成为研究的热点。本文对介质阻挡放电等离子体技术用于二氧化碳的分解进行了研究,分别对等离子体发生器参数、管式石英介质阻挡放电反应器参数、添加惰性气体和多孔材料等因素对二氧化碳分解反应的影响进行了研究。对于等离子体发生器参数,考察了不同功率、频率、占空比、脉冲情况下对反应的影响规律。研究表明,改变各项参数,提高输入电流,会使CO2转化率和CO选择性提高;对于反应器参数,考察了不同内电极、放电区间长度、放电间距、介质厚度、多段放电对反应的影响。结果显示,采用紫铜电极、大的放电区间长度、适宜的放电间距、小的介质厚度会提高反应效果。多段放电会提高CO2转化率,但对CO选择性影响不大。此外,还考察了添加惰性气体和多孔材料对反应的影响。研究表明,添加惰性气体和适宜的多孔材料后都能提高反应效果。添加适宜浓度的惰性气体会提高CO选择性。在B型硅胶上负载适量的异抗坏血酸添加到放电区间会大大提高CO的选择性,影响机理还有待深入研究。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章文献综述  7-21
  1.1 引言  7-8
  1.2 二氧化碳资源化途径  8-10
    1.2.1 光合作用  8-9
    1.2.2 分离吸收储存  9
    1.2.3 化学反应  9-10
  1.3 二氧化碳的活化途径  10-15
    1.3.1 高温热解  10-11
    1.3.2 催化分解  11-13
    1.3.3 电化学还原法  13-14
    1.3.4 膜分解  14-15
    1.3.5 等离子体活化  15
  1.4 等离子体用于二氧化碳分解反应的研究进展  15-20
    1.4.1 等离子体介绍  15-16
    1.4.2 热等离子体用于二氧化碳分解  16-17
    1.4.3 冷等离子体用于二氧化碳分解  17-20
  1.5 论文工作的提出及主要研究内容  20-21
第二章实验部分  21-27
  2.1 实验原料及规格  21
  2.2 实验设备及流程  21-23
  2.3 反应效果评价  23-25
    2.3.1 色谱分析  23-24
    2.3.2 反应效果主要评价指标  24-25
  2.4 多孔材料的制备及表征  25-27
    2.4.1 多孔材料的制备  25-26
    2.4.2 多孔材料的表征  26-27
第三章等离子体用于C0_2分解的工艺研究  27-62
  3.1 流量对C0_2 分解反应的影响  27-29
  3.2 电源参数对C0_2 分解反应的影响  29-42
    3.2.1 输入功率影响  29-31
    3.2.2 电源频率影响  31-33
    3.2.3 电源占空比影响  33-35
    3.2.4 基值功率影响  35-37
    3.2.5 脉冲参数影响  37-42
  3.3 反应器参数对C0_2 分解反应的影响  42-53
    3.3.1 内电极材料影响  42-46
    3.3.2 放电区间长度影响  46-48
    3.3.3 放电间距影响  48-50
    3.3.4 介质厚度影响  50-53
  3.4 多段放电对C0_2 分解反应的影响  53-58
    3.4.1 段与段之间间距影响  53-56
    3.4.2 分段数目影响  56-58
  3.5 惰性气体对C0_2 分解反应的影响  58-61
  3.6 小结  61-62
第四章等离子体场中多孔材料对C02分解的影响研究  62-79
  4.1 多孔材料对C0_2 分解反应的影响  62-72
    4.1.1 不同添加量影响  62-64
    4.1.2 不同粒度影响  64-66
    4.1.3 不同种类的多孔材料影响  66-68
    4.1.4 不同添加方式影响  68-72
  4.2 ErA/Si0_2 对C0_2 分解反应的影响  72-76
  4.3 活性炭对C0_2 分解反应的影响  76-77
  4.4 积碳的研究  77-78
  4.5 小结  78-79
第五章结论  79-80
参考文献  80-86
附录  86-88
致谢  88

介质阻挡放电等离子体用于二氧化碳分解的研究

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