介质阻挡层材料制备及其在放电等离子体法分解co2中应用论文

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1、学位论文数据集lIIIIIIIIill[U1111111111111111IIIIllIIIIIIIlY2139394中图分类号TQI74．1+2学科分类号530．34论文编号1001020120057密级公开学位授予单位代码10010学位授予单位名称北京4匕-T-大学作者姓名王爽学号2009000057获学位专业名称*化学工程与技术获学位专业代码081700课题来源自然科学基金研究方向无机非金属材料论文题目介质阻挡层材料的制备及其在放电等离子体法分解co：中的应用关键词液相烧结，钛酸锶钙，介质阻挡层

2、，C0：转化率，能量利用效率，阻抗谱论文答辩日期2012年6月4曰*论文类型基础研究学位论文评闲及答辩委员会情况姓名职称工作单位学科专长指导教师刘晓林教授北京化工大学化学工程评阅人1郭锴教授北京4乜--T-大学化学工程评阅人2文利雄教授北京化工大学化学工程评阅人3评阅人4评阅人5答辩委员枷陈晓春教授北京化工大学化学工程答辩委员1杨晓进教授北京化工大学化学工程答辩委员2郭锴教授北京'ft．-T-大学化学工程答辩委员3吴卫泽教授北京化工大学化学工程答辩委员4张现仁教授北京化工大学化学工程答辩委员5江：一．

3、四．论文类型：1．基础研究2．应用研究3．开发研究4．其它中图分类号在《中国图书资料分类法》查询。学科分类号在中华人民共和国国家标准(GB／T13745-9)《学科分类与代码》中查询。论文编号由单位代码和年份及学号的后四位组成。摘要介质阻挡层材料的制备及其在放电等离子体法分解C02中的应用本课题制备了三种玻璃粉体：钙硼硅玻璃(CaO·B203"Si02)，钙硼锶玻璃(CaO·B203"SrO)以及钙硼铋玻璃(CaO·B203"Bi203)，并利用液相辅助烧结原理将三种玻璃粉体均按照O．5wt％，1wt

4、％5}I5wt％的量添加到钛酸锶钙(Cao。8Sro。2Ti03，CST)陶瓷基体中，制备了九种不同的钙钛矿型陶瓷材料。研究结果表明，引入上述低熔点玻璃后，CST陶瓷的致密度和宏观介电性能有明显改善。成功地将陶瓷材料的烧结温度由14000C降到了11800C，制备所得材料的介电常数在200到300之间，介电损耗维持在lO。3数量级，击穿场强均达到了20kV／mm，能很好地满足介质阻挡放电应用的需要。将以上制备的九种材料作为阻挡层介质放置到自制的反应器中，以N2作辅助气进行介质阻挡放电分解C02实验，考

5、察材料对C02转化率和能量利用效率的影响。实验采用的工艺条件为：常温常压、进气比率为N2：C02=9：l、总气流量为300ml／min、放电间隙lmm、放电电压50V和电源频率6．5kHz。结果发现，虽然阻挡层材料之间介电常数相差不大，但C02转化率以及能量利用效率却差别很大。九种材料中，添加钙硼铋玻璃5wt％的CST材料做阻挡层时，C02的转化率超过60％、能量利用效率提高到了5．6％／W，而且实验过程中材料表面没有产生积碳。通过对陶瓷的阻抗谱的测试结果分析，认为材料微北京化工大学硕士学位论文观结构

6、中的晶粒电阻和晶界电容对放电效果、以及C02分解有很大的影响，高的晶界电容有利于捕获大量的电荷，而较低的晶界电阻可以快速地传输电荷，从而可以产生电子密度大且均匀的等离子体，进而可高效地分解C02。另外，阻抗谱的测试结果也证明了介质材料内部的载流子以氧空位为主，大量氧空位的存在使得材料的表面电阻比较低，有利于电子在材料表面的传导。关键词：液相烧结，钛酸锶钙，介质阻挡层，C02转化率，能量利用效率ABSTRACTPREPARATIoNoFDIELECTRICBAIUUEANDITSAPPLICATONIN

7、C02DECOMPOSITIONBYDIELECTRICBARIUERDISCHARGEABSTRACTThreekindsofglasspowder,CaO·B203‘Si02，CaO·B203‘SrOandCaO·B203。Bi203，werepreparedandaddedintoCao．8Sro．2T103(CST)powderattheaddinglevelofO．5wt％，1wt％and5wt％，respectively,tofabricateCSTceramicsbyliquidphas

8、esintering．Theresultsindicatethattheadditionofglasssuccessfullyloweredthesinteringtemperaturefrom1400。Cto180。Candimprovedthebulkdensityanddielectricproperties．Thedielectricconstantreachedthevaluesattherangeof200to300．Thedielectri