辉光放电低温等离子体分解乙醇水溶液制氢
2013-09-21陶晶亮熊源泉
物理化学学报 2013年1期
陶晶亮 熊源泉
(东南大学能源与环境学院,能源热转换及其过程测控教育部重点实验室,南京210096)
1 引言
辉光放电电解(GDE)是一种独特的低温等离子体形式,通过在电极和溶液之间加上高压直流或者高压直流脉冲,从而击穿电极周围的溶液蒸汽鞘层,产生辉光放电,引发一系列常规化学难以发生的反应.1非法拉第现象是辉光放电最具研究价值的特征之一,即其实际产量会超过法拉第电解的理论产量.2-4辉光放电等离子体处理液体物料具有效率高、能耗低、无选择性且操作流程简单易控等特点,在新能源开发、化工合成和废液、废气处理方面有着广阔的应用前景.1,5-11
不少研究者对GDE分解无机水溶液机理进行了研究,如Sengupta与其合作者2,4,12提出GDE的两个反应区域模型是非法拉第现象存在的主要原因,并用实验证明了GDE生成的中间产物·OH与理论值存在很大的偏差,Hickling和Ingram13提出Fe2+可以提高·OH的非法拉第产量,Mandin14,15通过fluent模拟了放电电极周围气泡的运动及其对电流密度的影响,Jin等16,17研究了无机物电解质对H2O2生成的影响.但对有机溶液用GDE法研究还主要集中在废液的无害化处理方面,7,9而上述机理的研究对其具有很好的指导意义.利用辉光放电分解有机溶液制氢的研究在国内外鲜见报道,可查到的研究文献是陈砺课题组1,18,19利用辉光放电电解低碳醇溶液制氢,并从能耗的角度验证了其产氢能耗低于常规电解水的能耗.目前,在辉光放电分解有机溶液制氢方……
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