DBD等離子體協(xié)同g-C3N4基催化劑轉(zhuǎn)化溫室氣體研究.pdf

1、C O2作為主要的溫室氣體，其轉(zhuǎn)化利用對于減輕溫室效應(yīng)改善生態(tài)環(huán)境具有重要的意義，由于C O2分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，其化學(xué)鍵需要在很高的溫度下發(fā)生斷裂。低溫等離子體由于其獨特的非平衡特征，可在常溫下產(chǎn)生高能電子與自由基，其電子溫度高達(dá)1-10 eV，可使大多數(shù)化學(xué)鍵發(fā)生斷裂，為大氣壓低溫條件下溫室氣體的轉(zhuǎn)化提供新的途徑?；诖耍疚牟捎媒橘|(zhì)阻擋放電等離子體將溫室氣體C H4和C O2轉(zhuǎn)化為具有高附加值的合成氣，同時首次將 g-C3N4催化劑與介

2、質(zhì)阻擋放電等離子體結(jié)合，以提高溫室氣體的轉(zhuǎn)化效率，主要工作及研究結(jié)果如下：
　?。?）研究了同軸圓筒DBD反應(yīng)器對CO2的轉(zhuǎn)化規(guī)律?？疾炝朔烹姽β?、溫度以及進(jìn)氣流量等參數(shù)對于轉(zhuǎn)化效果的影響，結(jié)果表明：DB D反應(yīng)器放電模式為細(xì)絲微放電；隨著注入功率的增加，CO2轉(zhuǎn)化率呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢；降低反應(yīng)器溫度有利于提高C O2的轉(zhuǎn)化率；隨著進(jìn)氣流量的增加C O2轉(zhuǎn)化率逐漸減小，能量利用效率逐漸增加。
　?。?）研究了同軸圓筒 D

3、BD反應(yīng)器的 CH4和 CO2的轉(zhuǎn)化規(guī)律。實驗對比分析了內(nèi)電極結(jié)構(gòu)及填充介質(zhì)對放電特性和轉(zhuǎn)化效果的影響，在此基礎(chǔ)上對系統(tǒng)的進(jìn)氣參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)果表明：不同內(nèi)電極結(jié)構(gòu)反應(yīng)器放電起始電壓依次為：光滑電極>螺紋電極>線圈電極，內(nèi)電極結(jié)構(gòu)為螺紋電極時對C H4和C O2的轉(zhuǎn)化效果最優(yōu)；在反應(yīng)器放電間隙填充塊狀γ-Al2 O3時能夠有效的促進(jìn)C H4轉(zhuǎn)化。進(jìn)氣參數(shù)對轉(zhuǎn)化反應(yīng)的影響較大，隨著進(jìn)氣流量的增加，反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率逐漸降低；產(chǎn)物中H2與C O比

4、例只與進(jìn)氣中C H4和CO2的比例有關(guān)，且隨進(jìn)氣中C H4比例的增加而增大。
　?。?）開展了g-C3N4及其復(fù)合催化劑與DBD等離子體結(jié)合進(jìn)行CH4和CO2轉(zhuǎn)化的研究。結(jié)果表明：DB D等離子與 g-C3 N4催化劑結(jié)合時，催化劑的加入對C H4和C O2轉(zhuǎn)化有一定的促進(jìn)作用，放電功率為40 W時，CO2的轉(zhuǎn)化率由11%提升至16%，CH4的轉(zhuǎn)化率由20%提升至28%，g-C3N4催化劑在DBD等離子中被高能電子激活表現(xiàn)出良好的