一种二氧化碳的常温分解方法
阅读：748发布：2023-03-12
专利汇可以提供一种二氧化碳的常温分解方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种二 氧 化 碳 的常温分解方法。该方法可在常温下通过低温 等离子体 技术实现CO2的分解，避免高温条件对传统CO2分解技术化学平衡的限制，降低能耗成本，工艺简单，且CO2转化率相对较高；根据实际情况，对工业烟气进行模拟，可选择性的调控模拟烟气中CO2的含量，使模拟实验贴近工业实践，具有工业指导价值。本方法以改性 农作物 秸秆为填充物质可有效的提高CO2的去除效率；改性农作物秸秆具有较大的 比表面积 、表面自由基、碳 原子 以及还原性较强的氢原子，在低温等离子体环境在能够与CO2发生 氧化还原反应 ，延长污染物气体在介质阻挡放电反应器的 停留时间 ，使反应更充分，来源广泛、价廉易得。，下面是一种二氧化碳的常温分解方法专利的具体信息内容。
1.一种二氧化碳的常温分解方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
（1）安装实验设备：实验设备包括气瓶、转子流量计、气体混合筒、等离子体电源、示波器、DBD反应器、采样筒、烟气分析仪、尾气吸收筒和搅拌器；所述气瓶、转子流量计、气体混合筒、DBD反应器、采样筒和尾气吸收筒采用硬硅胶管依次连接；所述等离子体电源分别与示波器和DBD反应器连接；所述气体混合筒的进气端开孔，用于空气的进入；烟气分析仪分析采样筒中各气体的浓度值；搅拌器位于尾气吸收筒中；连接完成后检查整套实验设备的气密性是否良好，并打开转子流量计、等离子体电源、示波器和烟气分析仪；
（2）模拟烟气的配制：打开所有气瓶的阀门，调节气瓶上的减压阀使转子流量计的示数稳定在所需数值，并通过转子流量计开关的对气体流量进行微调，气体流入到气体混合筒中并在气体混合筒中配制模拟烟气；
（3）调节等离子体电源的输入电压，使未装有填充物质的DBD反应器开始放电；调节等离子体电源的电源频率，使其控制在实验所需数值范围内；模拟烟气通过DBD反应器后，反应后的气体流入到采样筒中，烟气分析仪进行成分分析并测量采样筒中各个气体的浓度值，当浓度值不再发生变化时，记录数据为进口浓度；反应后的气体经尾气吸收筒吸收后排入风道；
（4）在DBD反应器中装入填充物质，调节等离子体电源的输入电压，使装有填充物质的DBD反应器开始放电；调节等离子体电源的电源频率，使其控制在实验所需数值范围内；模拟烟气通过DBD反应器后，反应后的气体流入到采样筒中，烟气分析仪进行成分分析并测量采样筒中各个气体的浓度值，当浓度值不再发生变化时，记录数据为出口浓度；反应后的气体经尾气吸收筒吸收后排入风道；
（5）计算CO2的去除效率；CO2的去除效率=出口浓度/进口浓度×100%。
2.根据权利要求1所述的二氧化碳的常温分解方法，其特征在于尾气吸收筒中具有Ca(OH)2溶液。
3.根据权利要求1所述的二氧化碳的常温分解方法，其特征在于所述试验设备具有五个气瓶，分别装有氮气、氧气、二氧化碳、一氧化氮和乙烯气体。
4.根据权利要求1所述的二氧化碳的常温分解方法，其特征在于步骤（2）中模拟烟气的成分由体积分数为5.9%的CO2和体积分数为94.1%空气构成；气体总流量为1.69L/min。
5.根据权利要求1所述的二氧化碳的常温分解方法，其特征在于所述步骤（3）和（4）中等离子体电源的输入电压为20-50V；电源频率为9.2kHz。
6.根据权利要求1所述的二氧化碳的常温分解方法，其特征在于所述填充物质为农作物秸秆或者改性农作物秸秆；所述农作物秸秆为玉米秸秆、水稻秸秆或小麦秸秆；所述改性农作物秸秆为改性玉米秸秆、改性水稻秸秆或改性小麦秸秆。
7.根据权利要求6所述的二氧化碳的常温分解方法，其特征在于所述改性农作物秸秆的制备方法包括以下步骤：
（1）农作物秸秆与改性溶液充分混合，得到混合物；所述改性溶液是质量分数为1% 4%~
的HCl溶液或质量分数为2% 8%的NaOH溶液；农作物秸秆与改性NaOH溶液的质量比为1-10；
~
农作物秸秆与改性HCl溶液的质量比为1-11；
（2）将1）得到的混合物在水处于微沸的温度的水浴锅中加热25-35min，加热过程中不断搅拌混合物；之后用亚麻布进行过滤处理，得到改性后的农作物秸秆，并用清水洗涤改性后的农作物秸秆至中性；
（3）最后将改性后的农作物秸秆置于95-105℃条件下进行烘干处理，直至干燥，得到改性农作物秸秆。
8.根据权利要求7所述的二氧化碳的常温分解方法，其特征在于所述水处于微沸的温度为80-100℃。
一种二氧化碳的常温分解方法
技术领域
[0001] 本发明涉及材料学和环境治理领域，具体是一种二氧化碳的常温分解方法。
背景技术
[0002] 当今世界，温室效应和全球变暖已经成为全球性问题之一。随着全球经济的快速发展，人类化石燃料燃烧和工农业生产等活动将大量的二氧化碳等温室气体排放到大气中，致使全球气候正在发生前所未有的急剧变化。地球大气中温室气体主要有水汽、二氧化碳、甲烷、氧化亚氮、臭氧等。其中，由于CO2对红外线具有超强的吸收能力且在大气中含量较高的原因，对全球升温的贡献率很高，成为最主要的温室气体。所以，实现CO2的减排和资源化利用是改善全球变暖气候问题的主要研究方向。
[0003] CO2可以实现向碳、一氧化碳、甲醇、烷烃等能源物质的化学转化。但CO2作为碳的最终氧化产物，具有高度的稳定性，不利于作为能源物质合成的原始材料，所以活化是CO2资源化利用的关键所在。二氧化碳在高温下能够发生分解反应：2CO2→2CO+O2，△H＝552kJ/mol。该反应由于受到化学反应平衡的限制，不但需在高温条件下才能实现，且CO2转化率低，所以在传统的固定床反应器中反应难以实现。
[0004] 低温等离子体技术由于处理流程短、效率高、低耗节能且使用范围广等优点成为了一种新型的污染物治理技术。其中，介质阻挡放电(DBD)技术可以通过多种方式实现CO2的减排，如：甲烷二氧化碳重整生成合成气；二氧化碳加氢合成甲醇、甲烷、甲醛、二甲醚等。最简单的方法是将二氧化碳直接分解成CO和O2，并将CO作为化学原料制备更具有使用价值的化学品。同时，国内外学者研究表明，在介质阻挡放电反应器放电区间添加填充物质可有效的提高CO2的分解效率，比如：Michielsen等人以BaTiO3为填充物质，翟长龙等人以多孔材料硅胶和γ-Al2O3为填充物质，可一定程度提高CO2的分解效率，但均存在填充物质成本较高的问题，难以应用于工业上烟气中CO2的治理。
[0005] 农作物秸秆的主要成分为纤维素、碳水化合物和木质素类芳香族化合物，可以通过一系列工艺增大比表面积和表面自由基含量，使改性后的秸秆作为介质阻挡放电的填充物质，在提高CO2去除效率的同时，实现秸秆的资源化利用。当前最普遍的秸秆预处理方法主要有机械处理法、物理处理法、化学处理法和生物处理，比如：周定国等人通过球磨机对水稻秸秆、小麦秸秆进行机械处理。李小龙等通过超声波和微波酯化相结合的方法对稻草纤维进行物理处理，Eva Baldikova等人通过柠檬酸氢氧化钠(aicd-NaOH)对小麦秸秆进行化学处理，张洋用不同类型酶制剂对小麦秸秆进行生物处理，均一定程度使秸秆表面形态会发生变化。如：表面孔隙数量增加、比表面积增加、自由基浓度增加、润湿性能改善等。秸秆改性可以将秸秆“变废为宝”，在水污染、大气污染等环境问题的处理过程中充当吸附剂、催化剂、还原剂，不仅降低了污染物去除的成本，也减少了秸秆燃烧处理对环境大气的污染，具有良好的发展前景。
发明内容
[0006] 针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种二氧化碳的常温分解方法。
[0007] 本发明解决所述技术问题的技术方案是，提供一种二氧化碳的常温分解方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
[0008] (1)安装实验设备：实验设备包括气瓶、转子流量计、气体混合筒、等离子体电源、示波器、DBD反应器、采样筒、烟气分析仪、尾气吸收筒和搅拌器；所述气瓶、转子流量计、气体混合筒、DBD反应器、采样筒和尾气吸收筒采用硬硅胶管依次连接；所述等离子体电源分别与示波器和DBD反应器连接；所述气体混合筒的进气端开孔，用于空气的进入；烟气分析仪分析采样筒中各气体的浓度值；搅拌器位于尾气吸收筒中；连接完成后检查整套实验设备的气密性是否良好，并打开转子流量计、等离子体电源、示波器和烟气分析仪；
[0009] (2)模拟烟气的配制：打开所有气瓶的阀门，调节气瓶上的减压阀使转子流量计的示数稳定在所需数值，并通过转子流量计开关的对气体流量进行微调，气体流入到气体混合筒中并在气体混合筒中配制模拟烟气；
[0010] (3)调节等离子体电源的输入电压，使未装有填充物质的DBD反应器开始放电；调节等离子体电源的电源频率，使其控制在实验所需数值范围内；模拟烟气通过DBD反应器后，反应后的气体流入到采样筒中，烟气分析仪进行成分分析并测量采样筒中各个气体的浓度值，当浓度值不再发生变化时，记录数据为进口浓度；反应后的气体经尾气吸收筒吸收后排入风道；
[0011] (4)在DBD反应器中装入填充物质，调节等离子体电源的输入电压，使装有填充物质的DBD反应器开始放电；调节等离子体电源的电源频率，使其控制在实验所需数值范围内；模拟烟气通过DBD反应器后，反应后的气体流入到采样筒中，烟气分析仪进行成分分析并测量采样筒中各个气体的浓度值，当浓度值不再发生变化时，记录数据为出口浓度；反应后的气体经尾气吸收筒吸收后排入风道；
[0012] (5)计算CO2的去除效率；CO2的去除效率＝出口浓度/进口浓度×100％。
[0013] 与现有技术相比，本发明有益效果在于：
[0014] 1、与现有二氧化碳分解方法相比，本发明的有益效果为：(1)本发明可以在常温下实现二氧化碳的分解。在无填充物质添加条件下，调节电源输入电压为50V，CO2的去除效率可达2.2％；(2)本发明所选填充物质改性农作物秸秆可有效的提高CO2的去除效率，调节电源输入电压为50V，玉米秸秆、水稻秸秆、小麦秸秆做填充物质，CO2的去除效率可分别提高为11.5％、6.1％、2.3％；(3)本发明以改性农作物秸秆为填充物质可有效的提高CO2的去除效率，且玉米秸秆、水稻秸秆、小麦秸秆的最佳改性条件分别为未经处理、4％HCl溶液、3％HCl溶液。在三种最佳改性农作物秸秆作为填充物质条件下，调节电源输入电压为50V，CO2的去除效率可分别提高为11.5％、11％、5.2％；(4)本发明能够在CO2浓度较低的环境中利用介质阻挡放电技术分解二氧化碳，具有工业指导价值。
[0015] 2、与现有介质阻挡放电反应器填充物质种类相比，本发明所选取填充物质的有益效果为：(1)具有较大的比表面积、表面自由基、碳原子以及还原性较强的氢原子，在低温等离子体环境在能够与CO2发生氧化还原反应，提高CO2的去除效率；(2)吸附效果好并还原CO2；延长污染物气体在介质阻挡放电反应器的停留时间，使反应更充分，提高CO2的去除效率；(3)来源广泛、价廉易得；(4)提高CO2去除效率的同时，将秸秆资源化利用，具有很好的工业化应用前景。(5)该方法可以通过介质阻挡放电技术的放电击穿、电荷传递、分子原子激发三个阶段，在常温下实现CO2向CO的转换。
[0016] 3、该方法可在常温下通过低温等离子体技术实现CO2的分解，避免高温条件对传统CO2分解技术化学平衡的限制，降低能耗成本，工艺简单，且CO2转化率相对较高；根据实际情况，对工业烟气进行模拟，可选择性的调控模拟烟气中CO2的含量，使模拟实验贴近工业实践，具有工业指导价值。
[0017] 4、通过各气体组分添加量的控制为配置模拟烟气创造实验条件，并利用介质阻挡放电技术对模拟烟气中的低浓度CO2进行分解；该方法可在常温下通过低温等离子体技术实现CO2的分解，避免高温条件对传统CO2分解技术化学平衡的限制，成本低，工艺简单，且CO2转化率较高。附图说明
[0018] 图1是本发明二氧化碳的常温分解方法一种实施例的实验设备连接示意图；
[0020] 图3是本发明二氧化碳的常温分解方法实施例2中不同填充物质对CO2去除效率的影响图；
[0021] 图4是本发明二氧化碳的常温分解方法实施例3中不同浓度NaOH改性玉米秸秆对CO2去除效率的影响图；
[0022] 图5是本发明二氧化碳的常温分解方法实施例3中不同浓度NaOH改性水稻秸秆对CO2去除效率的影响图；
[0023] 图6是本发明二氧化碳的常温分解方法实施例3中不同浓度NaOH改性小麦秸秆对CO2去除效率的影响图；
[0024] 图7是本发明二氧化碳的常温分解方法实施例4中不同浓度HCl改性玉米秆对CO2去除效率的影响图；
[0025] 图8是本发明二氧化碳的常温分解方法实施例4中不同浓度HCl改性水稻秸秆对CO2去除效率的影响图；
[0026] 图9是本发明二氧化碳的常温分解方法实施例4中不同浓度HCl改性小麦秸秆对CO2去除效率的影响图；
具体实施方式
[0028] 本发明提供了一种二氧化碳的常温分解方法(简称方法)，其特征在于该方法包括以下步骤：
[0029] (1)安装实验设备：整套实验设备包括气瓶、转子流量计、气体混合筒、等离子体电源、示波器、介质阻挡放电反应器(DBD反应器)、采样筒、烟气分析仪、尾气吸收筒和搅拌器；所述气瓶、转子流量计、气体混合筒、DBD反应器、采样筒和尾气吸收筒采用硬硅胶管依次连接；所述等离子体电源分别与示波器和DBD反应器连接；所述气体混合筒的进气端开孔，用于空气的进入；烟气分析仪分析采样筒中各气体的浓度值；搅拌器位于尾气吸收筒中；尾气吸收筒中具有Ca(OH)2溶液；连接完成后检查整套实验设备的气密性是否良好，并打开转子流量计、等离子体电源、示波器和烟气分析仪；
[0030] (2)模拟烟气的配制：打开所有气瓶的阀门，调节气瓶上的减压阀使转子流量计的示数稳定在所需数值，并通过转子流量计开关的对气体流量进行微调，气体流入到气体混合筒中并在气体混合筒中配制模拟烟气；本实施例中有五个气瓶，分别装有氮气、氧气、二氧化碳、一氧化氮和乙烯气体；
[0031] (3)调节等离子体电源的输入电压，使未装有填充物质的DBD反应器开始放电；通过等离子体电源的频率调节旋钮调节电源频率，电源频率在示波器上显示，使其控制在实验所需数值范围内；模拟烟气通过DBD反应器后，反应后的气体流入到采样筒中，烟气分析仪进行成分分析并测量采样筒中各个气体的浓度值，当浓度值不再发生变化时，记录数据，即为进口浓度；反应后的气体经尾气吸收筒中的碱液吸收后排入风道；
[0032] (4)在DBD反应器中装入填充物质，调节等离子体电源的输入电压，使装有填充物质的DBD反应器开始放电；通过等离子体电源的频率调节旋钮调节电源频率，电源频率在示波器上显示，使其控制在实验所需数值范围内；模拟烟气通过DBD反应器后，反应后的气体流入到采样筒中，烟气分析仪进行成分分析并测量采样筒中各个气体的浓度值，当浓度值不再发生变化时，记录数据，即为出口浓度；反应后的气体经尾气吸收筒中的碱液吸收后排入风道；
[0033] (5)为保证数据的准确性和可靠性，可重复上步实验，多次试验取平均值；计算CO2的去除效率；CO2的去除效率＝出口浓度/进口浓度×100％；
[0034] (6)进口浓度和出口浓度的数据采集完成后，将等离子体电源输入电压调为0V，关闭电源开关；然后将所有气瓶阀门关闭，待减压阀示数为零排空气体后，关闭减压阀开关；
[0035] (7)为了避免实验设备中有气体残留，在每次实验完成后，通入氮气对整个设备进行吹扫。该方法不仅可以减少残留气体对下次实验的影响，还能有效的避免残留气体对实验设备的腐蚀和损坏。
[0036] 所述步骤(2)中模拟烟气的成分由体积分数为5.9％的CO2和体积分数为94.1％空气构成；气体总流量为1.69L/min。
[0037] 所述步骤(3)和(4)中等离子体电源的输入电压为20-50V；电源频率为9.2kHz。
[0038] 所述烟气分析仪为AVL DiCom 4000汽柴两用排放分析仪；
[0039] 所述填充物质为农作物秸秆或者改性农作物秸秆；所述农作物秸秆为玉米秸秆、水稻秸秆或小麦秸秆；所述改性农作物秸秆为改性玉米秸秆、改性水稻秸秆或改性小麦秸秆。
[0040] 所述改性农作物秸秆的制备方法包括以下步骤：
[0041] (1)取适量剪切后的农作物秸秆与改性溶液充分混合，得到混合物；所述改性溶液是质量分数为1％～4％的HCl溶液或质量分数为2％～8％的NaOH溶液；农作物秸秆与改性NaOH溶液的质量比为1-10；农作物秸秆与改性HCl溶液的质量比为1-11；
[0042] (2)将1)得到的混合物在水处于微沸的温度的水浴锅中加热25-35min，加热过程中不断搅拌混合物；之后用亚麻布进行过滤处理，得到改性后的农作物秸秆，并用清水洗涤改性后的农作物秸秆至中性；
[0043] (3)最后将改性后的农作物秸秆置于电热鼓风干燥箱中在95-105℃条件下进行烘干处理，直至改性后的农作物秸秆干燥，得到改性农作物秸秆。
[0044] 所述水处于微沸的温度为80-100℃；
[0045] 实施例1
[0046] 无填充物质对介质阻挡放电分解二氧化碳的影响：
[0047] (1)将各实验设备连接好，气体混合筒进气端用于空气进入，以空气为载体稀释CO2，连接完成后检查整套实验设备的气密性是否良好，并打开转子流量计、等离子体电源、示波器和烟气分析仪。
[0048] (2)打开CO2气瓶减压阀，调节减压阀开关，并通过转子流量计开关对气体流量进行微调，使转子流量计示数稳定在100ml/min。
[0049] (3)烟气分析仪中的采气装置为空气提供动力，烟气分析仪中的采气装置流量为1.69L/min，生成的模拟烟气组分为5.9％CO2+19.8％O2+74.3N2，气体总流量为1.69L/min。
[0050] (4)调节等离子体电源的输入电压依次为20V、25V、30V、35V、40V、45V、50V，使未装有填充物质的DBD反应器开始放电；通过示波器和等离子体电源的频率调节旋钮调节电源频率为9.2kHz。
[0051] (5)在系统稳定后，记录等离子体电源电压、电流示数以及烟气分析仪得到的CO2、CO含量示数，根据以下公式，计算CO2去除效率及电源能量输入密度，得到无填充物质条件下，介质阻挡放电能量输入密度对CO2去除效率的影响如图2所示。随着能量输入密度的增加，CO2去除效率呈现不断上升的趋势，但是整体来看，无填充物质的DBD反应器对CO2的去除效率仅能达到2％，去除效率很低。
[0052] CO2的去除效率：
[0053]
[0054] 其中， 表示进口处CO2的浓度；Cout,CO表示出口处CO的浓度。
[0055] 能量输入密度：
[0056] 其中，ε代表能量输入密度，单位J/L；U代表等离子体电源的输入电压，单位V；I代表等离子体电源的输入电流，单位A；Q代表气体总流量，L/min。
[0057] 实施例2
[0058] 农作物秸秆做填充物质对介质阻挡放电分解二氧化碳的影响：
[0059] (1)将各实验设备连接好，气体混合筒进气端用于空气进入，以空气为载体稀释CO2，连接完成后检查整套实验设备的气密性是否良好，并打开转子流量计、等离子体电源、示波器和烟气分析仪。
[0060] (2)打开CO2气瓶减压阀，调节减压阀开关，并通过转子流量计开关对气体流量进行微调，使转子流量计示数稳定在100ml/min。
[0061] (3)烟气分析仪中的采气装置为空气提供动力，烟气分析仪中的采气装置流量为1.69L/min，生成的模拟烟气组分为5.9％CO2+19.8％O2+74.3N2，气体总流量为1.69L/min。
[0062] (4)在DBD反应器中装入填充物质，调节等离子体电源的输入电压依次为20V、25V、30V、35V、40V、45V、50V，使有填充物质的DBD反应器开始放电；通过示波器和等离子体电源的频率调节旋钮调节电源频率为9.2kHz。
[0063] (5)在系统稳定后，记录等离子体电源电压、电流示数以及烟气分析仪得到的CO2、CO含量示数，计算CO2去除效率及电源能量输入密度
[0064] 所述填充物质为农作物秸秆；所述农作物秸秆的制备方法包括以下步骤：
[0065] (1)将水稻秸秆、小麦秸秆剪切成2-3mm的小段；将玉米秸秆去皮，剪切成2-3mm的小块，待用。
[0066] (2)将(1)中所得秸秆放置于DBD反应器放电区域，并保证放电区域基本处于填满状态，脱除效果更好。
[0067] 图3为不同农作物秸秆填充DBD对CO2去除效率的影响图。结果显示，与无填充物质相比，相同条件下在放电区域填充农作物秸秆后，CO2的分解效率大幅度的提高，且不同秸秆做填充物质对分解CO2的促进能力顺序为：玉米秸秆>水稻秸秆>小麦秸秆。
[0068] 实施例3
[0069] NaOH改性农作物秸秆做填充物质对介质阻挡放电分解二氧化碳的影响：
[0070] (1)将各实验设备连接好，气体混合筒进气端用于空气进入，以空气为载体稀释CO2，连接完成后检查整套实验设备的气密性是否良好，并打开转子流量计、等离子体电源、示波器和烟气分析仪。
[0071] (2)打开CO2气瓶减压阀，调节减压阀开关，并通过转子流量计开关对气体流量进行微调，使转子流量计示数稳定在100ml/min。
[0072] (3)烟气分析仪中的采气装置为空气提供动力，烟气分析仪中的采气装置流量为1.69L/min，生成的模拟烟气组分为5.9％CO2+19.8％O2+74.3N2，气体总流量为1.69L/min。
[0073] (4)在DBD反应器中装入填充物质，调节等离子体电源的输入电压依次为20V、25V、30V、35V、40V、45V、50V，使有填充物质的DBD反应器开始放电；通过示波器和等离子体电源的频率调节旋钮调节电源频率为9.2kHz。
[0074] (5)在系统稳定后，记录等离子体电源电压、电流示数以及烟气分析仪得到的CO2、CO含量示数，计算CO2去除效率及电源能量输入密度。
[0075] 所述填充物质为改性农作物秸秆；所述改性农作物秸秆的制备方法包括以下步骤：
[0076] (1)分别配置质量分数为2％、4％、6％、8％的NaOH改性溶液350ml于500ml的烧杯中。
[0077] (2)将水稻秸秆、小麦秸秆剪切成2-3mm的小段；将玉米秸秆去皮、剪切成2-3mm的小块，并取适量剪切后的农作物秸秆与(1)中溶液充分混合，进行NaOH改性处理。
[0078] (3)将(2)中混合物放入水浴锅中进行加热，当水86℃开始计时，加热时间为30min，并在计时过程中不断搅拌混合物。
[0079] (4)将(3)中加热后混合物用亚麻布进行过滤处理，得到改性后的农作物秸秆，并用清水洗涤改性后的农作物秸秆至中性，置于电热鼓风干燥箱中在105℃条件下进行烘干处理。
[0080] (5)将(4)中所得改性农作物秸秆放置于DBD反应器放电区域，并保证放电区域基本处于填满状态，脱除效果更好。
[0081] 图4、图5、图6为不同浓度NaOH改性你农作物秸秆对CO2去除效率的影响图。结果表明，与原始玉米秸秆、水稻秸秆、小麦秸秆做填充物质相比，经NaOH溶液处理后的三种秸秆填充DBD反应器，均可以一定程度的促进CO2的去除，且玉米秸秆、水稻秸秆、小麦秸秆的最佳NaOH处理浓度分别为2％、8％、2％。
[0082] 实施例4
[0083] HCl改性农作物秸秆做填充物质对介质阻挡放电分解二氧化碳的影响：
[0084] (1)将各实验设备连接好，气体混合筒进气端用于空气进入，以空气为载体稀释CO2，连接完成后检查整套实验设备的气密性是否良好，并打开转子流量计、等离子体电源、示波器和烟气分析仪。
[0085] (2)打开CO2气瓶减压阀，调节减压阀开关，并通过转子流量计开关对气体流量进行微调，使转子流量计示数稳定在100ml/min。
[0086] (3)烟气分析仪中的采气装置为空气提供动力，烟气分析仪中的采气装置流量为1.69L/min，生成的模拟烟气组分为5.9％CO2+19.8％O2+74.3N2，气体总流量为1.69L/min。
[0087] (4)在DBD反应器中装入填充物质，调节等离子体电源的输入电压依次为20V、25V、30V、35V、40V、45V、50V，使有填充物质的DBD反应器开始放电；通过示波器和等离子体电源的频率调节旋钮调节电源频率为9.2kHz。
[0088] (5)在系统稳定后，记录等离子体电源电压、电流示数以及烟气分析仪得到的CO2、CO含量示数，计算CO2去除效率及电源能量输入密度。
[0089] 所述填充物质为改性农作物秸秆；所述改性农作物秸秆的制备方法包括以下步骤：
[0090] (1)分别配置质量分数为1％、2％、3％、4％的HCl改性溶液350ml于500ml的烧杯中。
[0091] (2)将水稻秸秆、小麦秸秆剪切成2-3mm的小段；将玉米秸秆去皮、剪切成2-3mm的小块，并取适量剪切后的农作物秸秆与(1)中溶液充分混合，进行NaOH改性处理。
[0092] (3)将(2)中混合物放入水浴锅中进行加热，当水86℃开始计时，加热时间为30min，并在计时过程中不断搅拌混合物。
[0093] (4)将(3)中加热后混合物用亚麻布进行过滤处理，得到改性后的农作物秸秆，并用清水洗涤改性后的农作物秸秆至中性，置于电热鼓风干燥箱中在105℃条件下进行烘干处理。
[0094] (5)将(4)中所得改性农作物秸秆放置于DBD反应器放电区域，并保证放电区域基本处于填满状态，脱除效果更好。
[0095] 图7、图8、图9为不同浓度HCl改性你农作物秸秆对CO2去除效率的影响图。结果表明，与原始玉米秸秆、水稻秸秆、小麦秸秆做填充物质相比，经HCl溶液处理后的三种秸秆填充DBD反应器，溶液浓度的增加对水稻秸秆、玉米秸秆、小麦秸秆改性作用出现很大差异。其中对玉米秸秆无明显促进作用，对水稻秸秆、小麦秸秆有促进作用，并且最佳处理浓度分别为4％、3％。
[0096] 本发明的工作原理是：DBD产生高压电极通电，电极空间里的电子从电场中获得能量开始加速运动。电子通过碰撞把能量传递给主要气体分子N2、O2，碰撞产生初始自由基·O、·N。形成初始自由基后，电子-离子、离子-离子反应和离子中电子分离产生更多的二次自由基O3等。
[0097] N2，O2+e-→·O、O3、·N等
[0098] 电晕放电产生的大量的·O、·N、·O3等自由基可与同样条件下被电晕放电激活的CO2分子发生反应，CO2被活化转化成CO和O2，反应式如下：
[0099] CO2+e-→CO+·O
[0100] CO2+e-→C+2·O
[0101] CO+e-→C+·O
[0102] C+·O→CO
[0103] ·O+·O→O2
[0104] O2+·O→O3
[0105] CO+·O→CO2
[0106] CO+O3→CO2+O2
[0107] 本发明未述及之处适用于现有技术。
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