介質阻擋放電微等離子體分解二氧化碳研究

王小西，李笑艷，王保偉

（天津大學化工學院綠色合成與轉化教育部重點實驗室，天津 300072）

引 言

全球工業化進程導致CO2過量排放，大氣中CO2濃度已達415.26×10-6，仍在持續增大[1]。CO2所引發的溫室效應是社會可持續發展的重大安全隱患。降低大氣中CO2濃度是21 世紀最重大的挑戰之一。碳捕獲與儲存技術是解決目前溫室效應的方法之一，但存在儲存或填埋成本過高、對環境可能產生潛在危害等問題[2-3]。碳捕獲、利用與儲存技術可把排放的CO2提純，作為C1資源回收利用[4-6]。

如何實現CO2的回收利用一直是國際關注的焦點。CO2是惰性氣體。在室溫下，CO2的解離能為5.5 eV，熱分解過程所需溫度為2500～3000 K[7]。因此利用CO2作為C1原料生產合成氣和有價值的化學品成為熱化學、電化學、光化學和生物化學廣泛研究的課題[8-12]。Nigara 等[13]用鈣穩定氧化鋯膜，CO 為吹掃氣，1954 K 下，CO2轉化率僅為21.5%。電化學可在溫和條件下使CO2轉化為增值化學品[14]，Liu 等[15]以甲醇為電解質溶液對CO2還原。Zhang等[16]綜合論述了CO2的電催化轉化。光催化材料在利用陽光將CO2轉化為燃料方面的效率至關重要[17]。微藻類固定也可捕獲工業過程中排放的CO2

[18]。但這些傳統方法，在CO2資源化利用、溫室氣體減排以及解決能源危機等方面都有一定的局限性，具體表現為CO2轉化率和能量效率不高、還原產物產量低和選擇性差及催化劑穩定性低等，因此這些方法的技術成熟度都遠沒有達到商業化的要求。

雖然CO2是較弱的電子給予體，但它卻是極強的電子接受體，只要采取適當的途徑向其輸入電子，即能實現CO2分子的活化?！?br>