非平衡负离子方法还原CO2合成乙醇

晋杜娟，伍 星，马晓迅，郭 利，徐惠芳，夏亚沈

(1.西北大学 化工学院/陕北能源先进化工利用技术教育部工程研究中心/陕西省洁净煤转化工程技术研究中心，陕西 西安 710069;2.HyChar 研究所,美国麻州牛顿 02466)



·化学与化学工程·

非平衡负离子方法还原CO2合成乙醇

晋杜娟1，伍 星1，马晓迅1，郭 利1，徐惠芳1，夏亚沈2

(1.西北大学 化工学院/陕北能源先进化工利用技术教育部工程研究中心/陕西省洁净煤转化工程技术研究中心，陕西 西安 710069;2.HyChar 研究所,美国麻州牛顿 02466)

常压下,利用直流负电晕放电技术使CO2和水蒸汽合成燃料。 结果表明:在反应温度105oC、气速0.05 L/min、放电频率10.245 kHz、水的进料流速3.43 mL/min时, CO2的转化率为15.9%,乙醇和甲醇的产率分别为3.21%和2.23%。此外,探讨了磁场对反应的影响并对CO2和水蒸汽合成乙醇的反应机理进行了初步的研究。

负电晕放电;CO2资源化利用;非平衡负离子;乙醇

CO2作为最主要的温室气体之一,同时也是最为丰富的C1资源。目前的研究倾向于将CO2看作廉价的碳资源,采用化学方法将其转化为大宗化工原料。这不仅可以固定CO2,还可以获得多种高附加值的化工产品。CO2资源化利用正成为21世纪环境和能源问题领域最有希望和备受关注的方向之一[1-3]。

然而,CO2分子非常稳定[4],将其活化转化还需借助催化剂、气体分离膜等技术及需要输入光、电等能量,操作条件苛刻,对反应设备的要求较高,能耗严重且分解效果差[5-10]。

虽然传统的非平衡等离子技术[11-14]可能驱动CO2的分解,有益于CO2在低温等离子环境下的转化,但产物的低选择性和高能耗牵制了该技术的工业化应用。……