微波诱导放电光谱分析及其在生物质热解气重整的应用

发布时间：2022-07-13 18:35

　　近年来,微波加热技术由于其节能高效环保等独特优势广泛应用于工业和生活中各个领域,成为新的研究热点之一。研究发现,在微波加热/热解过程中,当微波场中加入尖端明显的金属,或是强吸波半导体材料,均会出现微波诱导放电现象,该现象可以导致加热体系中温度迅速升高,强化化学反应,提高反应速率,在某些情况下使得产物发生重整,提高转化率,实现节能降耗。迄今为止,微波诱导放电现象所产生的热效应在热解过程中所起作用已经被广泛的接受和认可,但是有关于微波诱导放电现象的文献大部分都是从宏观角度上对热效应的研究和某些实验现象的描述分析,并没有详细地解释微波诱导放电现象的成因和机理。此外,微波诱导放电现象同样伴随着剧烈的光效应,电效应,等离子体效应,在有机污染物的去除降解和化学反应强化等领域起不可忽视的作用,因此,微波诱导放电现象的机理亟待研究和探讨。本课题主要研究了微波诱导放电过程中的放电现象中的光效应和等离子体效应,针对微波诱导放电这一特殊现象难捕捉,难测量,瞬时性的特点,通过光谱分析和图像分析相结合的方法,对不同气氛,不同材料等不同条件下的微波放电进行了较为全面的讨论,详细地分析了放电反应的过程和机理,以及影... 

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 微波应用简介
        1.1.1 微波简介
        1.1.2 微波作用原理
        1.1.3 微波加热优势
        1.1.4 微波加热应用
    1.2 微波诱导放电现象及其应用
    1.3 微波等离子体
        1.3.1 等离子体简介
        1.3.2 研究现状和研究手段
    1.4 课题研究目的及研究内容
        1.4.1 研究目的
        1.4.2 研究内容
第2章 试验系统和研究方法
    2.1 实验设备
        2.1.1 微波诱导放电装置
        2.1.2 高速摄像仪
        2.1.3 光纤光谱仪
        2.2.4 实验材料和步骤
    2.2 光谱图像分析原理
    2.3 本章小结
第3章 微波诱导放电光谱分析
    3.1 单一气氛下微波诱导放电
        3.1.1 氩气条件下微波诱导放电
        3.1.2 氦气条件下微波诱导放电
        3.1.3 氮气条件下微波诱导放电
        3.1.4 二氧化碳条件下微波诱导放电
    3.2 混合气氛下微波诱导放电
        3.2.1 O_2/N_2混合气氛微波诱导放电
        3.2.2 Ar/N_2混合气氛件下微波放电分析
        3.2.3 He/N_2混合气氛下微波放电分析
    3.3 本章小结
第4章 微波诱导放电在生物质热解气重整的应用
    4.1 生物质热解重整系统
        4.1.1 实验步骤
        4.1.2 表征手段
    4.2 微波诱导放电重整热解效果分析
        4.2.1 氮气载气放电重整分析
        4.2.2 放电重整生物质发射光谱
        4.2.3 不同介质对重整的影响
    4.3 本章小结
第5章 结论与展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表论文以及获得的荣誉
学位论文评阅及答辩情况表


【参考文献】：
期刊论文
[1]甲烷爆炸感应期内火焰光谱特征分析方法研究[J]. 刘奎,李孝斌,郑丹.  光谱学与光谱分析. 2015(08)
[2]Spectral Analysis of the Light Flash Produced by a Natural Dolomite Plate Under Strong Shock[J]. 唐恩凌,徐名扬,张庆明,施晓涵,王猛,王迪,相升海,夏瑾,韩雅菲,张立佼,吴尽,张爽,袁健飞.  Plasma Science and Technology. 2015(05)
[3]微波烧结金属粉末的研究进展[J]. 马军,王建忠,支浩.  材料导报. 2013(S2)
[4]“热效应”或“非热效应”——微波加热反应机理探讨[J]. 王陆瑶,孟东,李璐.  化学通报. 2013(08)
[5]基于高速摄像技术的振动落果惯性力研究[J]. 蔡菲,王春耀,王学农,蒋维栋,李彦峰.  西北农林科技大学学报(自然科学版). 2013(04)
[6]橡胶微波加热的数值模拟研究[J]. 李涛,陈海龙,杨广志,杜东兴,李庆领.  工程热物理学报. 2012(09)
[7]微波辐照气相法合成氮掺杂石墨烯[J]. 王灿,王艳莉,詹亮,何星,杨俊和,乔文明,凌立成.  无机材料学报. 2012(02)
[8]一种用于辉光放电光谱深度分析的激光实时测量新方法[J]. 万真真,李小佳,王永清,施宁,孙荣霞.  光谱学与光谱分析. 2011(09)
[9]秸秆料包微波加热过程的温度分布的数值模拟[J]. 赵希强,王敏,张建,李龙之,马春元,宋占龙.  农业工程学报. 2011(08)
[10]微波化学中微波的热与非热效应研究进展[J]. 马双忱,姚娟娟,金鑫,崔基伟,马京香.  化学通报. 2011(01)

博士论文
[1]微波诱导热解废旧印刷电路板（WPCB）的实验和机理研究[D]. 孙静.山东大学 2012
[2]农作物秸秆微波热解实验及机理研究[D]. 赵希强.山东大学 2010

硕士论文
[1]微波光化学协同催化降解油烟中VOCs研究[D]. 李悦.北京化工大学 2016
[2]微波诱导金属放电现象对CH4-CO2气体重整作用的研究[D]. 马青峦.山东大学 2014
[3]微波诱导热解电子废弃物过程中金属放电热效应研究[D]. 刘振.山东大学 2012
[4]基于光谱和图像综合测试系统的火焰特性研究[D]. 韩溟.西安电子科技大学 2007



本文编号：3660557