[发明专利]一种介质阻挡放电等离子体结合生物质还原CO2的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种介质阻挡放电等离子体结合生物质还原CO₂的装置及方法，属环境污染控制技术领域。 

背景技术

温室效应和全球变暖已成为全球性的环境问题之一，如何有效的减排CO₂是目前各国高度关注的环境问题之一。CO₂不仅是主要的温室气体，同时也是一种重要资源，目前发达国家许多研究团队在致力于寻找将CO₂转化的经济性途径。 

由于CO₂的直接活化需要大量能量输入，近年来，电化学、光化学、等离子体化学等研究领域尝试借助高能量场、光子、高能电子等非常规反应技术来转化CO₂。美国、英国科学家已开始进行CO₂光催化还原为可作为能源的CO前瞻技术研究，目前仅处于实验室研究阶段并取得阶段性成果；在Electric reduction of high pressure CO₂ at Pb，Hg and In electrode in an aqueous KHCO₃ solution[J].Journal of Electroanalytical Chemistry，1995，394：199-203.中，Makoto等人利用电化学实现了CO₂的还原，在CO₂ reforming of methane by the combination of dielectric-barrier discharges and catalysis[J].Physical Chemistry Chemical Physics，2001，3：294-300.中，Kraus等人利用等离子技术进行了CO₂的还原方面的研究并取得了较高的CO₂分解效果。国外研究结果显示电化学和光催化还原存在转化率低，电极制备和光催化剂价格昂贵等问题，等离子体法作为一种新技术应用于CO₂活化转化，具有活化能力强、能耗低、转化率高等特点，是CO₂还原是最有工业化价值的方向之一。 

近年来国内外等离子体还原CO₂的研究非常活跃，在Reduction of CO2 from combustion gases by DC corona torches[J].IEEE Transactions on Industry Applications，1990，26(4)：651-655.中，Maezono和Chang利用直流电晕放电等离子体对CO₂进行还原研究，发现CO₂主要分解产物为CO和O₂，并认为反应过程中CO₂分子可能转化为C₂O、NCO、CO₃和C分子。在Profiles of carbon dioxide decomposition in a Dielectric-Barrier Discharge-Plasma system[J].Bulletin of the Chemical Society of Japan，1999，72：2567-2571.中，Matsumoto等研究了DBD等离子体中CO₂分解反应的特性，发现内电极的材料对分解反应略有影响，按照对反应有利排序为：Cu、Ni、Fe。在Influence of dielectric barrier materials to the behavior of dielectric barrier discharge plasma for CO₂decomposition.Solid State Ionics.2004，172(1-4)：235- 238中，Li等人研究了电介质层对DBD等离子体分解CO₂反应的影响，发现将制得陶瓷氧化物Ca_0.7Sr_0.3TiO₃，并添加质量分数为0.5％的Li₂Si₂O₅作为电介质后，相同条件下，CO₂的转化率可由Al₂O₃玻璃和SiO₂玻璃作为电介质层的3.8％-4.7％提高到15.6％。