不同电源激励下同轴介质阻挡放电二氧化碳转化的性能研究文献综述
2020-06-30 21:50:22
一.课题研究背景及意义 随着工业的高速发展,人类大量开采和利用化石燃料,排放出大量的CO2,造成温室效应愈发严重。
对CO2的排放控制和化学利用成为全世界科学家面临的难题之一。
当前,传统CO2转化需在高温条件下进行,同时还需要使用催化剂、气体分离膜等技术才能实现,而且操作条件苛刻,对反应设备的要求较高,能耗严重而且转化效果差。
采用放电等离子体法转化CO2,可充分利用含碳的化合物资源,且能耗低,效率高,不仅能消纳温室气体,缓解全球变暖的巨大影响,还可制备化工原料CO和O2,因此逐渐成为研究的热点[1]。
介质阻挡放电(DBD)是有绝缘介质插入放电空间的一种非平衡态气体放电又称介质阻挡电晕放电或无声放电,可以在常温常压下产生大体积低温等离子体。
采用介质阻挡放电分解CO2的方法,由于其具有选择性和高反应活性,不仅能打破CO2分子的高惰性,而且可以将其转化为CO和O2以及其他具有高附加值的有机物,它与其它低温等离子体产生方法相比,更适合于大规模工业化生产,在对CO2回收转化方面具有十分重要意义[2]。
国内外研究人员采用不同类型的电源和电极结构设计了多种形式的DBD 等离子体源,并对它们的特性进行了研究,结果表明通过改变外加的电源激励能够对同轴DBD二氧化碳的转化特性产生重大影响[3]。
本课题以此为背景,研究在不同电源激励下同轴介质阻挡放电二氧化碳的转化性能。
1.1 同轴介质阻挡放电CO2转化简介 同轴DBD是在两个同轴圆筒金属电极之间的气隙中插入至少一块绝缘介质,以阻挡贯穿气隙的放电通道。
电子从外加交流电场获得能量,与放电间隙中的气体分子或原子发生非弹性碰撞并传递几乎全部的能量,从而激励气体产生电子雪崩,生成大量空间电荷。