等離子體法分解CO2的反應動力學研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、化石能源的廣泛使用加速了人類的發(fā)展,但與此同時,大量CO2溫室氣體的排放導致了一系列的環(huán)境問題。因此減少CO2排放量、開發(fā)新能源成為目前人們廣泛關注的主要內容。將CO2轉化為CO成為解決上述兩個問題的理想方法。但是CO2分子的C=O鍵能以及解離能較高,以致CO2分子在室溫下十分穩(wěn)定。等離子體中富集大量活性粒子,尤其是其中的激發(fā)態(tài)粒子能夠降低反應閾值能,促進CO2的分解,是一種非常有前景的CO2轉化新方法。目前,關于等離子體轉化CO2的研

2、究大多基于實驗方法,但對微觀層次上CO2分解反應過程的研究較少,因此,有必要利用模擬計算的方法對CO2分解的微觀特性和機理進行研究。
  本研究利用COMSOL軟件通過建立零維CO2分解反應動力學模型,對CO2分解反應過程進行研究。通過構建零維CO2分解反應動力學模型,對熱統(tǒng)平衡條件下,CO2分解反應過程中CO2的等離子體組分及轉化率進行研究。模擬結果發(fā)現:在相同電子密度和電子溫度下,隨著氣體溫度的升高,轉化率先逐漸降低然后逐漸升

3、高;在相同電子溫度和氣體溫度下,隨著電子密度的升高,CO2轉化率逐漸升高;在相同氣體溫度和電子密度條件下,隨著電子溫度的升高,CO2轉化率逐漸升高。建立零維CO2分解反應動力學模型,模型中包含CO2的振動激發(fā)態(tài)粒子、帶電粒子及其相關反應,對大氣壓滑動弧等離子體中CO2分解過程進行研究,得到了與實驗結果相吻合的模擬計算結果。動力學模擬結果發(fā)現:雖然振動激發(fā)態(tài)CO2分子能夠促進CO2分解過程,但是大多數的振動激發(fā)態(tài)CO2分子退激發(fā)為基態(tài)CO

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