[发明专利]等离子体喷涂薄膜协同DBD催化甲烷干重整装置及方法

权利要求书

1.一种等离子体喷涂薄膜协同DBD催化甲烷干重整装置，其特征在于，包括：

脉冲发生装置，其由触发盒(1)以及与所述触发盒(1)连接的脉冲电源(2)组成，所述脉冲电源(2)上设有高压连接线(3)和接地的低压连接线(11)；

DBD反应器(14)，其由电极杆(9)、DBD石英管(16)、铜网(17)和聚四氟乙烯固件(18)组成，所述电极杆(9)内置在所述DBD石英管(16)内并放置在绝缘支架(10)上，所述电极杆(9)接至所述高压连接线(3)，所述电极杆(9)上附有等离子体喷涂源(4)喷涂的TiO₂薄膜，所述DBD石英管(16)两端用所述聚四氟乙烯固件(18)固定密封，所述铜网(17)缠绕在所述DBD石英管(16)外且接地(15)；

气体产生装置，其由两个气瓶(7)、两个质量流量控制计(6)、静置均流器(13)和气路A(20)组成，所述两个气瓶(7)分别连接至所述两个质量流量控制计(6)，所述两个质量流量控制计(6)输出的两路气体接至所述静置均流器(13)进行混合，所述静置均流器(13)输出的混合气体通过所述气路A(20)接至所述DBD石英管(16)。

2.根据权利要求1所述的等离子体喷涂薄膜协同DBD催化甲烷干重整装置，其特征在于，所述等离子体喷涂源(4)的高压电极接至所述高压连接线(3)，所述等离子体喷涂源(4)的低压电极接至所述低压连接线(11)，所述两个气瓶(7)分别连接至所述两个质量流量控制计(6)，一个质量流量控制计(6)输出的一路气体通过气路B(5)作为激发气体接至所述等离子体喷涂源(4)气体入口，另一个质量流量控制计(6)输出的一路气体接入装有前驱物TEOS+HAuCl₄的鼓气瓶(12)后作为载气接至所述等离子体喷涂源(4)气体入口；

所述等离子体喷涂源(4)放电产生大气压等离子体，并将前驱物TEOS+HAuCl₄喷涂在所述电极杆(9)上形成TiO₂薄膜。

3.根据权利要求2所述的等离子体喷涂薄膜协同DBD催化甲烷干重整装置，其特征在于，所述等离子体喷涂源(4)为DBD等离子体、射流等离子体、滑动弧等离子体或螺旋波等离子体中的一种。

4.根据权利要求1所述的等离子体喷涂薄膜协同DBD催化甲烷干重整装置，其特征在于，所述脉冲电源(2)为高压纳秒脉冲电源或微秒脉冲电源或高频高压交流电源，所述脉冲电源(2)的电压幅值为13kV，频率为3～10kHz；

所述两个气瓶(7)内分别为甲烷和二氧化碳，两路气体的流速为20～50sccm。

5.根据权利要求2所述的等离子体喷涂薄膜协同DBD催化甲烷干重整装置，其特征在于，所述脉冲电源(2)为高压纳秒脉冲电源或微秒脉冲电源或高频高压交流电源，所述脉冲电源(2)的电压幅值为5～10kV，频率为1～10kHz。

6.根据权利要求2所述的等离子体喷涂薄膜协同DBD催化甲烷干重整装置，其特征在于，所述两个气瓶(7)内为氩气、氮气或者氦气，激发气体的流量为1～5slm，载气的流量为20～100sccm。

7.根据权利要求1所述的等离子体喷涂薄膜协同DBD催化甲烷干重整装置，其特征在于，所述电极杆(9)由不锈钢制成，直径为17.6mm，长度为200mm；

所述DBD石英管(16)外径为25.1mm，内径为22.1mm，长度为200mm；

所述铜网(17)长度为100mm。