二氧化碳同时作为温室气体的主要成分和可利用的碳资源，对其进行资源化利用可以有效减少温室气体排放、应对能源危机。因此，突破传统二氧化碳处理技术的限制，寻找新型的二氧化碳资源化利用方式，不仅对缓解能源危机、应对温室效应有着重要意义，还与国家能源调整策略相符。一条典型的二氧化碳资源化的路径是将CO₂和氢气（H₂）混合转化，生成诸如甲烷，一氧化碳和各类低级烯烃等产物，这些产物具有广泛的应用，可以衍生出多种高附加值的产品。然而传统的二氧化碳转化技术因能耗高、转化率低而受到应用限制。与之相比，等离子体协同催化技术则显现出能耗低、环境友好等优点。
本文将制作完成的Cu-g-C₃N₄催化剂填充至一台自制的DBD反应装置中，同时用一台纳秒脉冲电源激励等离子体产生，协同催化剂转化二氧化碳加氢。随后，通过实验探究了不同催化剂、放电电压、放电频率、脉冲宽度、二氧化碳与氢气进气比例对转化过程的影响。结果表明：二氧化碳转化率随着放电电压与脉冲宽度的提升而提升，但随着放电频率的上升先增加再减小，在电压为±10kV、脉宽为1000ns、放电频率为7kHz时达到最大转化率。在催化剂的性能评估方面，研究发现g-C3N4催化了二氧化碳转化为一氧化碳的过程，而碱金属K的掺杂则加强了这一过程。过渡金属Cu则是催化了二氧化碳加氢转化为甲烷的过程，且随着氢气比例的增加，甲烷的生成率随之提高。在通气比例为C₀(CO₂):C₀(H₂)=1：4，电压为±10kV、脉宽为1000ns、放电频率为10kHz时，二氧化碳转化率达到39.329%，生成CH₄的选择性达到69.219%。

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