介質(zhì)阻擋層材料的制備及其在放電等離子體法分解CO2中的應(yīng)用.pdf

1、本課題制備了三種玻璃粉體:鈣硼硅玻璃(CaO·B2O3·SiO2)，鈣硼鍶玻璃(CaO·B2O3·SrO)以及鈣硼鉍玻璃(CaO·B2O3·Bi2O3)，并利用液相輔助燒結(jié)原理將三種玻璃粉體均按照0.5wt％，1wt％和5wt％的量添加到鈦酸鍶鈣(Ca0.8Sr0.2TiO3，CST)陶瓷基體中，制備了九種不同的鈣鈦礦型陶瓷材料。研究結(jié)果表明，引入上述低熔點(diǎn)玻璃后，CST陶瓷的致密度和宏觀介電性能有明顯改善。成功地將陶瓷材料的燒結(jié)溫度由

2、1400℃降到了1180℃，制備所得材料的介電常數(shù)在200到300之間，介電損耗維持在10-3數(shù)量級，擊穿場強(qiáng)均達(dá)到了20kV/mm，能很好地滿足介質(zhì)阻擋放電應(yīng)用的需要。
　　 將以上制備的九種材料作為阻擋層介質(zhì)放置到自制的反應(yīng)器中，以N2作輔助氣進(jìn)行介質(zhì)阻擋放電分解CO2實(shí)驗(yàn)，考察材料對CO2轉(zhuǎn)化率和能量利用效率的影響。實(shí)驗(yàn)采用的工藝條件為:常溫常壓、進(jìn)氣比率為N2∶CO2=9∶1、總氣流量為300ml/min、放電間隙1mm

3、、放電電壓50V和電源頻率6.5kHz。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，雖然阻擋層材料之間介電常數(shù)相差不大，但CO2轉(zhuǎn)化率以及能量利用效率卻差別很大。九種材料中，添加鈣硼鉍玻璃5wt％的CST材料做阻擋層時(shí)，CO2的轉(zhuǎn)化率超過60％、能量利用效率提高到了5.6％/W，而且實(shí)驗(yàn)過程中材料表面沒有產(chǎn)生積碳。通過對陶瓷的阻抗譜的測試結(jié)果分析，認(rèn)為材料微觀結(jié)構(gòu)中的晶粒電阻和晶界電容對放電效果、以及CO2分解有很大的影響，高的晶界電容有利于捕獲大量的電荷，而較低的晶界