首页 > 88必威

绿色友好条件下甲烷二氧化碳等离子体合成研究

来源:论文学术网
时间:2024-08-18 21:18:41
热度:

绿色友好条件下甲烷二氧化碳等离子体合成研究【摘要】:随着世界石油资源的日益短缺,天然气这一高效、清洁、储量可观的能源越来越受到人们的重视。甲烷是天然气的主要成分,资源丰富。二氧化碳

【摘要】:随着世界石油资源的日益短缺,天然气这一高效、清洁、储量可观的能源越 来越受到人们的重视。甲烷是天然气的主要成分,资源丰富。二氧化碳是含碳化 合物的最终氧化产物,主要来源于化石燃料的燃烧和排放。二者同为温室气体, 又是丰富的碳资源。因此CH_4和CO_2化学合成的研究不仅关系到未来资源的配置, 对环境保护也同样有重要意义。本文结合国家自然科学基金重点资助项目“高气 压下强电场电离气体的方法及其应用研究”关于等离子体合成新物质的研究,在 友好的常温常压、无催化剂的条件下,采用强电离放电对原料气体CH_4和CO_2等 离子体合成进行研究。 利用强电离放电加速电子及激励气体分子的极端物理方法,在放电间隙内形成 折合电场强度大于400Td,电子平均能量大于12eV,电子密度大于10~(15)/cm~3的强电 场气体放电,高能电子通过与CH_4和CO_2发生非弹性碰撞,将气体激发、电离和离 解成CH_3、CH_2、CH、H、CO、O、OH等活性粒子,这些活性粒子、自由基在等 离子体反应单元内组合重排,生成合成气、气态烃、及含氧有机物(醇、酸等) 新的物质。通过改变单位面积放电功率、放电频率、放电间隙等物理参数和气体 的总流量、体积比、温度等工艺参数,考察其对甲烷二氧化碳等离子体合成反应 的影响规律。实验采用气相色谱仪检测合成产物。甲烷的转化率达60%以上,二 氧化碳和氮气的加入使甲烷的转化率有明显提高,甲烷与二氧化碳最佳进料比为 3/1。甲烷体积为75%时,可得到H_2/CO摩尔比为3的高质量的合成气,收集到的液 体产物主要有醇、酸和水等。 实验采用自然界存在丰富的CH_4和CO_2作为原料气,在友好的常温常压反应条 件下,不用任何催化剂,吸收剂将甲烷二氧化碳合成为气态烃、合成气和含氧有 机物等有价值化工原料,这对开辟新的化工原料来源,减少温室气体排放,实现 可持续发展战略具有重要的意义。 【关键词】:等离子体 甲烷 强电场电离放电 二氧化碳
【学位授予单位】:大连海事大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TQ413
【目录】:
  • 第1章 绪论10-18
  • 1.1 甲烷二氧化碳等离子体合成的意义10-12
  • 1.2 甲烷二氧化碳等离子体化学合成研究进展12-16
  • 1.3 本文的主要研究内容16-18
  • 第2章 气体电离放电方法18-30
  • 2.1 引言18
  • 2.2 辉光放电18-19
  • 2.3 电晕放电19-20
  • 2.4 介质阻挡放电20-22
  • 2.5 高气压强电离放电22-27
  • 2.5.1 强电场电离放电的机理22-23
  • 2.5.2 电介质材料的性能23-25
  • 2.5.3 强电场气体电离放电形貌25-26
  • 2.5.4 放电气体的电参数26-27
  • 2.6 几种常压放电形式的比较27-29
  • 2.7 本章小结29-30
  • 第3章 CH_4和CO_2的等离子体化学反应过程30-40
  • 3.1 引言30
  • 3.2 非平衡等离子体化学的主要基元反应30-32
  • 3.3 CH_4的等离子体状态32-34
  • 3.4 CO_2的等离子体状态34-35
  • 3.5 CH_4、CO_2等离子体反应产物35-39
  • 3.5.1 碳氢化合物的形成36-37
  • 3.5.2 含氧炭氢化合物的形成37-38
  • 3.5.3 氢气和一氧化碳的形成38-39
  • 3.6 本章小结39-40
  • 第4章 强电离放电等离子体甲烷二氧化碳合成实验40-60
  • 4.1 引言40
  • 4.2 实验流程与实验设备40-41
  • 4.2.1 实验流程与设备40-41
  • 4.4 色谱分析41-45
  • 4.4.1 校正因子的确定41-42
  • 4.4.2 色谱分析方法42-44
  • 4.4.3 实验计算方法44-45
  • 4.5 实验结果与讨论45-58
  • 4.5.1 单位面积放电功率对CH_4、CO_2转化的影响45-46
  • 4.5.2 放电频率对CH_4转化的影响46-47
  • 4.5.3 放电间隙对CH_4转化的影响47-49
  • 4.5.4 气体总流量对CH_4、CO_2转化的影响49-50
  • 4.5.5 CH_4/CO_2体积比对CH_4转化及合成气的影响50-53
  • 4.5.6 反应器温度对甲烷转化的影响53-54
  • 4.5.7 不同气氛对甲烷转化的影响54-55
  • 4.5.8 对等离子体合成的气态产物进行定量、定性分析55-56
  • 4.5.9 液相产物分析56-58
  • 4.6 本章小结58-60
  • 第5章 结论与展望60-62
  • 攻读学位期间公开发表的论文62-63
  • 致谢63-64
  • 参考文献64-69
  • 研究生履历69


您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

等离子体技术在天然气化工中的应用    王保伟,许根慧,刘昌俊

甲烷等离子体化学利用及其对新世纪能源、环境和化工的影响    张月萍,刘昌俊,许根慧

电促进甲烷偶联合成碳二烃研究进展    王保伟,许根慧,刘昌俊,陈洪钫

21世纪中国环境面临的挑战与对策    张坤民

低温等离子体技术在催化剂领域的应用    于开录,刘昌俊,夏清,邹吉军,Balder Eliasson

甲烷催化氧化制含氧化合物的研究    尹国川,奚祖威,曹国英

甲烷直接转化及制合成气研究新进展    胡捷,贺德华

脉冲电晕等离子体应用于甲烷    朱爱民,宫为民,张秀玲,周杰,师华,张报安

二氧化碳化学新进展    魏双绍

等离子体催化转化甲烷的研究进展    代斌,张秀玲,宫为民,何仁

低温等离子体在CF/树脂基复合材料中的应用    彭静,张军,蹇锡高,顾彪

赤潮灾害的发展趋势、防治技术及其研究进展    缪锦来,石红旗,李光友,王波,韩丽

射频溅射法镀LD腔面光学薄膜的工艺研究    邹德恕,徐晨,鲁鹏程,杜金玉,崔碧峰,舒雄文,刘莹,沈光地

离子镀光学薄膜的等离子体物理过程    杨国伟

高频辉光放电等离子体系统中自负偏压现象的数学解析    杨国伟

二氧化碳的吸收方法及机理研究    宿辉;崔琳;

等离子体处理对非晶态合金镀层表面改性研究    朱立群,钟群鹏,杉山和夫

等离子体制备低表面能薄膜性能研究    付亚波;陈强;葛袁静;

常压等离子体表面渗扩技术研究    朱新河,严立,秦艳,徐久军,金华,谢景峰

大口径等离子炬与金刚石沉积工艺研究    李惠琪;吕反修;杨让;钟国防;

低温等离子体在聚合物材料中的应用    王德禧;

一种新型的除臭技术——非平衡等离子体    阮建军;施耀;

胺法脱除CO_2过程的研究    卢敏;武斌;朱家文;

CO_2回收方法与利用途径及开发建议    胡晓波;胡晓湘;胡庆福;

常压等离子体渗氮层组织结构及摩擦学性能研究    朱新河;严立;徐久军;秦艳;高玉周;

等离子体和稀土金属氧化物催化剂共同作用CH_4/H_2转化反应的初步研究    代斌;陈韩飞;洪成林;李文娟;马晓伟;宫为民;

强电离放电及其应用研究的进展    白希尧;张芝涛;杨波;胡又平;

电离放电治理外来生物入侵性传播试验研究    周晓见;沈欣军;邓淑芳;刘兴旺;白希尧;

等离子体制备低表面能薄膜性能研究    付亚波;陈强;葛袁静;

烟尘电晕荷电物理过程及电除尘的研究方向    毛程奇;白希尧;白敏菂;

微波辐射下NO转化的研究    唐军旺

微孔聚丙烯膜的亲和改性及固定金属离子亲和膜的制备和应用    柴红

计算机辅助催化剂配方优选及在多组分甲烷氧化偶联催化剂设计中应用    黄凯

微波技术在甲烷转化过程中的应用    徐云鹏

等离子体催化共活化CH_4-CO_2制C_2烃反应研究    张秀玲

高速气雾两相流弛豫过程相间动量传递研究    魏文韫

等离子体催化二氧化碳经甲烷化制C_2烃反应的研究    代斌

等离子弧焊中等离子云检测机理与模糊控制的研究    易小林

等离子体热解煤制乙炔及热力学和动力学分析    吕永康

低压反应离子镀设备关键技术研究    司磊

直流电晕放电诱导自由基簇射治理有机废气的实验研究    李明波

六组分甲烷氧化偶联催化剂酸碱性对其反应性能的影响研究    高蕾

CH_4-CO_2低温转化合成含氧有机物的研究    王晓红

新型Fe-Cu催化剂上合成气直接合成含氧有机物及纳米Fe-Cu催化材料的制备    刘云

等离子体—催化活化二氧化碳制低碳化合物的研究    代斌

高频离子氮化的工艺研究    何欢

博斯腾湖水动力学特性模拟研究与特征有限体积法    白莉

铝合金微弧氧化陶瓷层的制备工艺及陶瓷层生长过程的研究    蒋永锋

射频辉光放电等离子体空间特性的探针研究    杨坤进

Fe-Zr-B磁性薄膜的制备与研究    程新利

绿色溶剂离子液体的性质和应用研究进展    韩金玉,黄鑫,王华,王占卫

甲烷直接转化研究进展    王华,刘中民

离子液体应用研究进展    张普玉,娄帅,金邻豫,李文斌

CH_4/CO_2一步合成C_2烃研究进展    张秀玲,宫为民,代斌,张琳,刘长厚

超细镍基催化剂上CH_4-CO_2重整反应的性能Ⅰ.制备方法对催化剂结构和还原性能的影响    许峥,张鎏,张继炎,张军社

纯甲烷气体在脉冲电晕等离子体中的偶联反应    张秀玲,朱爱民,宫为民,阮桂色,师华

低温等离子体水处理技术的应用及其反应器的研究    周志刚,李杰,吴彦

离子液体的分类、合成与应用    张英锋,李长江,包富山,张永安

脉冲电晕等离子体下甲烷偶联反应研究(Ⅲ)──金属氧化物的多相催化作用    朱爱民,张秀玲,宫为民,张报安

甲烷C-H键催化活化研究新进展    陈彤,童冬梅,张文华,荣联清,胡常伟,田安民

天津大学科技园发展战略研究    赵刚

咪唑类离子液体的合成、表征及应用的研究    卢泽湘

超细镍基催化剂上CH_4-CO_2重整反应的性能Ⅰ.制备方法对催化剂结构和还原性能的影响    许峥,张鎏,张继炎,张军社

天然气-二氧化碳-水蒸气-氧转化制合成气的研究——稀土助剂的作用    史克英,徐恒泳,张桂玲,王玉忠,徐国林,韦永德

负载型镍金属催化剂上甲烷与二氧化碳重整制合成气    路勇,余长春,丁雪加,沈师孔,邓存,福建宁德师专化学系

二氧化碳甲烷化催化剂研究Ⅰ.担载型Ⅷ族金属催化剂的性能    江琦,邓国才,陈荣悌,黄仲涛

甲烷单加氧酶的催化性能    沈润南,李树本,尉迟力,马清泉

溶胶-凝胶法制备甲烷部分氧化制合成气用催化剂    张玉红,许苓,盛世善,陈恒荣,刘盛林,熊国兴

我国能源发展战略研究    史斗,郑军卫

直流辉光放电等离子体特性研究    林立中

甲烷二氧化碳转化制备富含一氧化碳合成气    孙希贤,李新民,李建华,范业梅,徐恒泳,苏玉,史克英,徐国林,黄仁才,周佩珩,刘金香

脉冲电晕等离子体下甲烷偶联反应研究(Ⅲ)──金属氧化物的多相催化作用    朱爱民,张秀玲,宫为民,张报安

等离子体技术在催化反应中的应用    李阳,许根慧,刘昌俊,艾宝都

等离子体技术在天然气化工中的应用    王保伟,许根慧,刘昌俊

低温等离子体应用于甲烷的直接转化    朱爱民,师华,宫为民,张报安,阮桂色

甲烷在氢气助解下的脱氢偶联研究    陈栋梁,白宇新,王真,毕先钧,洪品杰,戴树珊

等离子体制备铁纳米粉末的性能表征    魏智强,巩纪军,乔宏霞,候尚林,马军,闫鹏勋

大豆纤维的低温等离子体处理及其染色性能研究    王黎明;沈勇;黄雅婷;丁颖;张惠芳;

等离子体在大功率激光深熔焊中的作用及其影响因素的分析    赵良磊;唐卓;李国华;蔡艳;吴毅雄;

柴油机气缸套等离子多元共渗研究    王守忠;

等离子体改性对活性炭纤维表面化学结构的影响    程抗;王祖武;左蓉;周烨;车垚;杨毅;

感耦等离子体光谱的三个主要参数    郭逢辉;

等离子体转化天然气和水制甲醇    王保伟;许根慧;

基于等离子体注入技术的复合表面处理    田修波;Paul K.Chu;杨士勤;

一种高效等离子体腔体的开发    刘华;张凯;

HL-2A欧姆和ECRH条件下的能量约束数据库的建立及分析    董春凤;崔正英;杨青巍;季小全;周航宇;冯北滨;李伟;孙红娟;李永高;

低压直流辉光等离子体的放电特性    茅卫红;张慧云;陈宏;

功能材料制备中的等离子体发光与过程选控    方容川;常超;廖源;崔景彪;

ECR等离子体和PLA等离子体相互作用的研究    丁大宇;孙剑;许宁;应质峰;吴嘉达;

CoPd/TiO_2催化剂上CH_4-CO_2低温直接合成乙酸研究    黄伟;赵庭栋;

激光吹气技术在HL-2A托卡马克上的应用    张鹏;黄渊;孙平;傅炳忠;卢杰;丁玄同;

用等离子体笔对微生物病菌的杀灭和治疗湿疹皮肤病研究    赵玲利;刘才;王守国;

35亿年前微生物就能造甲烷    记者  陈超

日本利用海藻进行甲烷发电和废热供暖系统实验    新洲

欧美发现目前火星生命重要证据    王俊鸣

“卡西尼”在土卫六上看见“疑似湖泊”    记者 陈勇

南工大开发高效菌种让粪便转化成甲烷    解悦

有雨有河,士卫六酷似地球40亿年前    记者 杨骏

北极甲烷面临解冻危险    吕静 王平才

深海甲烷遇暖破冰升空污染大气    辛 力

甲烷:气候变化的引爆器    本报记者 黄永明

地幔中可产生甲烷    记者 曹丽君

低温等离子体催化氧化甲烷合成甲醇的应用基础研究    陈琳

正负电子等离子体静电波的精解研究    吕改敏

大气压低温等离子体抑制HepG2细胞增殖的机制研究    闫旭

弱碰撞等离子体中金属栅网附近稳态鞘和预鞘的实验诊断与数值模拟    李毅人

低温等离子体磁鞘特性的研究    邹秀

以煤层气为冷却剂的等离子体裂解煤制乙炔方案研究    李明东

大尺度激光等离子体相互作用的实验研究    李志超

氢等离子体制备纳米硬质合金粉末的研究    傅磊

等离子体中太赫兹波传输特性理论研究    袁承勋

HL-1M等离子体边缘湍动输运的长程相关特性研究    黄渊

绿色友好条件下甲烷二氧化碳等离子体合成研究    张冬梅

同轴电极介质阻挡大气压辉光放电数值模拟    张红艳

电磁波在等离子体中的吸收衰减    陆建萍

废水中有毒物质的等离子体降解及其中间产物的高效液相色谱分析    盖轲

Alfvén波的电子回旋动力学理论研究    奚衍斌

等离子体对作物种子生物学效应的研究    迟丽华

等离子体状态方程的Hartree-Fock-Slater自洽场计算    朱希睿

椭球谐振腔微波等离子体系统的研究    张凯

微波等离子灯的仿真优化与设计开发    诸葛天祥

等离子体与含能材料相互作用的理论与实验研究    陈健

Baidu
map