低温等离子体(Low temperature plasma,LTP)可以将热力学稳定的CO_(2)和H_(2)O转化为高附加值产物,在CO_(2)资源化利用和能源转化等领域有广阔前景,但是H_(2)O的强猝灭效应使得LTP转化CO_(2)/H_(2)O的性能提升极具挑战。本文综述了LTP转...低温等离子体(Low temperature plasma,LTP)可以将热力学稳定的CO_(2)和H_(2)O转化为高附加值产物,在CO_(2)资源化利用和能源转化等领域有广阔前景,但是H_(2)O的强猝灭效应使得LTP转化CO_(2)/H_(2)O的性能提升极具挑战。本文综述了LTP转化CO_(2)/H_(2)O的研究进展,包括LTP转化CO_(2)/H_(2)O的反应动力学,以及不同LTP、催化剂、反应器对CO_(2)/H_(2)O转化性能的影响。通过对转化性能和反应机理分析,发现H_(2)O对电子的强吸附效应、产物复合反应和H原子的低密度、副反应的竞争分别是抑制原料气转化率和高附加值产物选择性的关键。针对上述问题,本文从反应器优化、引入其他反应物、催化剂设计和串联催化四个方面,提出性能提升策略。最后,对LTP转化CO_(2)/H_(2)O的重点研究方向进行了展望。展开更多
采用实验与密度泛函理论(density function theory,DFT)计算相结合的方法,对oxy-steam燃烧方式下焦炭N向NO的转化机理进行研究;重点探讨O_(2)/H_(2)O工况下煤焦中氮元素的演化机制及NO生成与还原反应过程,得到了主导NO释放的关键反应路...采用实验与密度泛函理论(density function theory,DFT)计算相结合的方法,对oxy-steam燃烧方式下焦炭N向NO的转化机理进行研究;重点探讨O_(2)/H_(2)O工况下煤焦中氮元素的演化机制及NO生成与还原反应过程,得到了主导NO释放的关键反应路径。结果表明:O_(2)/H_(2)O燃烧过程中,由H_(2)O分解产生的OH基团改变了焦炭N的演化,进而影响了NO的释放。主要表现为,OH自由基吸附在吡啶N表面形成2-吡啶酮,促使更加稳定的N-6向不稳定的N-5发生迁移,从而导致N-5成为含氮前驱物HCN与NH_(3)的主要来源。在NO释放过程中,基元步骤HCN/NH_(3)+OH®NH_(2)+O_(2)®NO主导了NO的生成。随着H_(2)O浓度升高,OH和NH_(3)产率增大,NH_(2)、NH和N产率降低;说明高浓度的H_(2)O在促进N-6®N-5®NH_(3)的同时,也推动了HCN和氨类物质向NO转化,从而导致NO释放量增加,焦炭N向NO的转化率升高。展开更多
文摘低温等离子体(Low temperature plasma,LTP)可以将热力学稳定的CO_(2)和H_(2)O转化为高附加值产物,在CO_(2)资源化利用和能源转化等领域有广阔前景,但是H_(2)O的强猝灭效应使得LTP转化CO_(2)/H_(2)O的性能提升极具挑战。本文综述了LTP转化CO_(2)/H_(2)O的研究进展,包括LTP转化CO_(2)/H_(2)O的反应动力学,以及不同LTP、催化剂、反应器对CO_(2)/H_(2)O转化性能的影响。通过对转化性能和反应机理分析,发现H_(2)O对电子的强吸附效应、产物复合反应和H原子的低密度、副反应的竞争分别是抑制原料气转化率和高附加值产物选择性的关键。针对上述问题,本文从反应器优化、引入其他反应物、催化剂设计和串联催化四个方面,提出性能提升策略。最后,对LTP转化CO_(2)/H_(2)O的重点研究方向进行了展望。
文摘采用实验与密度泛函理论(density function theory,DFT)计算相结合的方法,对oxy-steam燃烧方式下焦炭N向NO的转化机理进行研究;重点探讨O_(2)/H_(2)O工况下煤焦中氮元素的演化机制及NO生成与还原反应过程,得到了主导NO释放的关键反应路径。结果表明:O_(2)/H_(2)O燃烧过程中,由H_(2)O分解产生的OH基团改变了焦炭N的演化,进而影响了NO的释放。主要表现为,OH自由基吸附在吡啶N表面形成2-吡啶酮,促使更加稳定的N-6向不稳定的N-5发生迁移,从而导致N-5成为含氮前驱物HCN与NH_(3)的主要来源。在NO释放过程中,基元步骤HCN/NH_(3)+OH®NH_(2)+O_(2)®NO主导了NO的生成。随着H_(2)O浓度升高,OH和NH_(3)产率增大,NH_(2)、NH和N产率降低;说明高浓度的H_(2)O在促进N-6®N-5®NH_(3)的同时,也推动了HCN和氨类物质向NO转化,从而导致NO释放量增加,焦炭N向NO的转化率升高。
