低温等离子体催化消除炭烟的研究进展

来源：化学通报杂志2022年第6期北京时间：

作者：张飞飏,张 宇,赵震,刘诗鑫

单位：沈阳师范大学化学化工学院 能源与环境催化研究所 沈阳,中国石油大学（北京）重质油国家重点实验室 北京

摘要：利用低温等离子体的非热力学平衡特性,在较低温度下将氧气分子转化为活性氧物种,从而将炭烟氧化消除,其炭烟消除速率和CO2选择性等受等离子体放电结构、能量密度和反应气氛影响。然而,低温等离子体单独作用存在能耗高,炭烟消除速率低和二次污染等问题。当低温等离子体与催化剂耦合并形成协同作用,可高效将气相分子氧气转化为高氧化活性的活性氧物种,从而实现在较低温度下快速氧化消除炭烟,有效降低能耗并提高CO2选择性。低温等离子体与催化剂协同催化技术具有反应启动速度快,处理流程短、效率高和应用范围广等特点,在炭烟快速消除方面极具应用前景。然而,由于低温等离子体与催化剂协同催化过程复杂,且大多数原位表征技术难以直接应用分析反应过程中间物种,协同催化机理研究进展缓慢。本文对低温等离子体氧化消除炭烟的研究进展进行了总结,探讨反应器结构、能量密度、气相组成及催化剂对低温等离子体催化消除炭烟性能的影响规律,总结低温等离子体与催化剂协同催化机理的研究进展,分析低温等离子体与催化剂协同催化消除炭烟的主要挑战和发展趋势。

关键词：低温等离子体,催化剂,消除炭烟,协同机理,

基金资助：国家自然科学基金项目（(U1908204, 21761162016）和辽宁省教育厅科研项目(LJC201906)