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[转载]等离子体放电特性在等离子体催化中的重要性:甲烷干重整与氨合成

已有 130 次阅读 2024-12-15 20:08 |系统分类:科研笔记|文章来源:转载

等离子体放电特性在等离子体催化中的重要性:甲烷干重整与氨合成

https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.150838

等离子体催化是一种前景广阔的技术,但对其中调控整体性能的相关过程知之甚少。例如,实验中观察到性能的变化时,通常很难区分来自表面反应和来自气相等离子体化学的贡献。

作者合成了以γ-Al2O3 球为载体的湿浸渍(WI)和喷涂(SC)催化剂(镍或钴)。使用WI催化剂时,金属纳米粒子(10wt%)分布在整个球形颗粒中,而对于SC催化剂,金属(1 or 3.3wt%)则集中在球形颗粒的表面。这些催化剂被用于干重整和合成氨的packed-bed DBD反应器。

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(图A: 在N2:H2比率为1:1时,NH3出口浓度和等离子体功率。图B:在N2:H2比率为1:1时,放电面积比β和微放电量。在使用类似催化材料的情况下,DBD等离子体放电特性对整体性能有着显著影响。图C-E:合成氨实验中N2:H2比率为1:1时,空白组Al2O3(图C)、WI Co(10 wt%)催化剂(图D)和SC Co(3.3 wt%)催化剂(图E)的电荷-电压示意图(也称为Lissajous图)。填充材料/催化剂可以显著地影响等离子体放电。)作者发现催化剂对等离子体放电有显著影响,体现在微放电强度大幅降低,而放电面积比β则更高。这种放电有利于合成氨反应甲烷干重整则在更为典型的高拉丝放电中效果更好。工作凸显了气相化学在等离子体催化中的重要贡献,强调了对等离子体放电进行详细分析和报告的需求,以期进一步理解放电底层机理。

作者:Robin De Meyer等,robin.demeyer@uantwerpen.be

Research group PLASMANT, University of Antwerp (Belgium)



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