【摘 要】
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工业革命以后,由于人类活动加剧,能源需求大大增加,化石燃料的使用量显著增加。因此,大气中二氧化碳排放量的增长速度大大提升,最终导致大气中二氧化碳浓度显著增加,产生了明显的温室效应。介质阻挡放电（Dielectric Barrier Discharge,DBD）等离子体技术能够在注入较低能量时克服热力学势垒,将二氧化碳分解。此外,DBD等离子体技术还具有装置简易、成本低等优点,因而被广泛关注。本文分
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工业革命以后,由于人类活动加剧,能源需求大大增加,化石燃料的使用量显著增加。因此,大气中二氧化碳排放量的增长速度大大提升,最终导致大气中二氧化碳浓度显著增加,产生了明显的温室效应。介质阻挡放电（Dielectric Barrier Discharge,DBD）等离子体技术能够在注入较低能量时克服热力学势垒,将二氧化碳分解。此外,DBD等离子体技术还具有装置简易、成本低等优点,因而被广泛关注。本文分别进行了大气压纳秒脉冲DBD与大气压交流DBD二氧化碳转化实验,分别在反应器中填充不同尺寸的玻璃小球与氧化锆小球,研究了脉冲峰值电压、交流电压、频率与二氧化碳气体流速对二氧化碳转化率、能量效率、放电功率、活性物种发射光谱强度的影响。主要内容如下:1.研究了大气压纳秒脉冲DBD放电的电流电压图像,二氧化碳转化率、能量效率、放电功率随脉冲峰值电压、填充玻璃小球直径的变化规律。当填充玻璃小球直径由3 mm增加到4 mm时,二氧化碳转化率、能量效率、放电功率均随之增加。仅填充石英棉时,相同电压条件下,放电功率小于填充玻璃小球的结果。实验中,最高的二氧化碳转化率为3.8%;在脉冲峰值电压26 kV,脉冲重复频率160 Hz,二氧化碳气体流速50 mL/min,填充直径4 mm玻璃小球条件下,能量效率达到最大,为0.79 mmol/kJ。填充介质小球直径较大时,二氧化碳转化率较高。2.研究了大气压交流DBD放电的电流电压图像,二氧化碳转化率、能量效率、放电功率随交流电压、频率、二氧化碳气体流速的变化规律。二氧化碳转化率随交流电压、频率的增加而增加,随二氧化碳气体流速的增加而下降。能量效率随交流电压的增加而增加,受频率的影响较小。放电功率随交流电压、频率的增加而增加,基本不受二氧化碳气体流速影响。实验中主要测量到的CO（B-A）与CO（b-a）的发射光谱强度均随交流电压、频率的增加而增加。实验中,在交流电压22 kV,频率10 kHz,二氧化碳气体流速40 mL/min,填充直径4 mm氧化锆小球条件下,二氧化碳转化率达到最大,为20.9%。填充介电常数较高的介质小球时,二氧化碳转化率较高。
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