分会场

内燃机碳中和与排放控制

摘要

等离子体-催化协同作用不仅可以降低催化温度，而且能够实现碳基燃料转化体系中的低温活化、低能耗、高收率及其高选择性。研究者们针对等离子体催化协同 CH4/CO2 干式重整开展了一系列的基础和应用研究工作，取得了丰富的研究成果，但是，等离子体的非平衡激发效应对 CH4/CO2 催化重整的促进机制以及对表面反应动力学的强化作用等方面的研究却十分缺乏。本文针对等离子体辅助催化CH4/CO2干式重整开展实验研究，旨在探究等离子体辅助CH4/CO2催化重整中等离子体-催化剂之间的协同作用。首先，搭建非平衡等离子体催化剂协同甲烷干式重整实验平台，制备Ni/SiO2催化剂，通过调整外加电场大小，分别开展热场、静电场、等离子体不同外场辅助下CH4/CO2干式重整实验研究。其次，基于稳态产物测量分析，对非平衡等离子体-催化剂协同中的热、电场以及非平衡分子激发效应进行解耦。然后，基于XRD、H2-TPR、XPS测试结果对甲烷干式重整过程中的催化剂进行表征。研究结果表明，热效应、电荷传输效应以及非平衡分子激发效应是等离子体催化协同过程中的三个重要的影响因素，其中非平衡分子激发是等离子体和催化协同的决定性因素。研究结果同时表明，在等离子体辅助CH4/CO2催化重整中存在催化剂还原行为。

关键词

非平衡等离子体;催化剂;协同作用;电荷传递;甲烷干重整

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