《放電電漿技術固定氮氣制硝酸》是依託蘇州大學，由卞文娟擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：放電電漿技術固定氮氣制硝酸
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：卞文娟
- 依託單位：蘇州大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
利用放電電漿技術在水中固定氮氣制硝酸，此過程以電能作為唯一的能源，以空氣和水作為基本原料，反應過程無需輔以高溫、高壓，直接在液相生成硝酸，是一種綠色、無污染的固氮新方法。.本申請擬採用兩級放電連續流體系，通過電源調整、催化電極和導電粒子研製以及反應器結構設計和工藝參數最佳化，提高氮氣的轉化率和轉化效率，大幅度降低能耗；對放電區域電漿形態和密度進行鑑定，結合中間產物和基團分析結果，探明電漿化學過程，解析氮、氧、水分子在放電過程中的互動作用、轉化途徑，揭示固氮規律；分析兩級放電反應器的瞬態流動特性和主要反應過程，測定傳質參數和重要動力學數據，分別建立相應的傳質－反應數學模型；分析輸入能量、能量密度以及各級物料輸入輸出特點，分析總過程的重要影響因素，利用計算機模擬技術，對放電電漿技術在水中固定氮氣制硝酸總工藝流程進行過程模擬與定量設計，將其發展成為具有廣闊市場潛力的綠色固氮新技術。
結題摘要
電漿具有特殊的反應活性，使一些難以進行的反應在等離子場獲取能量，促使反應分子活化，生成各種活性物種，從而在較緩和的條件下完成反應，獲得目標產物。我們針對放電電漿的形成特點，設計了耦合的放電電漿固定氮氣制硝酸體系，硝酸產率在最初的基礎上提高約10倍，能量效率提高約3倍，能耗降低超過70%，大大提高了電漿固氮制硝酸效率，同時獲取了有利於進一步提高固氮效率的電源、反應器、固氮流程等基礎數據；電漿的反應極為複雜，我們在產物形成的基礎上，對固氮體系的傳質-反應進行了系統研究，獲取了固氮體系的動力學和傳質參數，建立了固氮體系動力學模型以及體系放電參數與固氮產率之間的關係；液相雜質對固氮過程具有一定的影響，當液相有有機物存在時，會對固氮過程產生一定的影響，我們對液相電漿與有機物的互動反應也進行了深入研究。
