Cu/g-C3N4催化剂强化介质阻挡放电CO2重整CH4反应研究
编号:23
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更新:2025-08-11 15:27:34 浏览:6次
口头报告
摘要
在温和条件下通过重整方式将CH4和CO2直接转化为高附加值燃料和化学品在温室气体减排和资源化利用方面极具吸引力。然而,由于这两种气体化学惰性极强,传统热催化过程必须依赖超高温条件才能实现理想的反应物转化率及可观的目标产物,导致巨大的能源消耗,同时催化剂因积碳和烧结而容易失活。低温等离子体由于其独特的非平衡特性,可在温和条件下能够驱动热力学平衡条件下难以发生的反应,为上述提供了突破性解决方案。介质阻挡放电(Dielectric barrier discharge,DBD)作为一种典型低温等离子体形式,尤其是同轴DBD凭借其气体分布均匀、密封性能优异、反应过程易调控等优势,已成为等离子体化学反应研究领域广受欢迎的等离子体形式。该体系可便捷引入催化剂,通过调控运行条件能够实现等离子体-催化剂的协同效应,同时达到高活性和高选择性的效果。开发高效催化剂是等离子体催化过程的关键。光催化剂石墨相氮化碳(g-C3N4)因其卓越的稳定性和化学活性,在CO2转化领域展现出了良好前景。但纯g-C3N4存在比表面积有限、电子-空穴对寿命短等缺陷,需通过负载活性金属(例如铜等)等手段来提升其在CH4-CO2等离子体重整反应性能。本文采用浸渍法制备了含有不同Cu负载量的Cu/g-C3N4催化剂,在水电极DBD反应器中系统考察了其用于CH4-CO2等离子体重整反应的效果。通过调控Cu负载量,详细分析了其对放电特性与反应性能的影响机制,并从反应物转化率、产物收率与选择性、催化剂稳定性、能量效率等维度评估了催化作用,最后借助表征技术揭示了Cu/g-C3N4催化剂在等离子体CH4-CO2重整反应中的潜在机制。
关键词
等离子体协同催化;CO2重整CH4;介质阻挡放电;Cu/g-C3N4催化剂
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