气液等离子体过程强化技术及其在高级氧化过程的应用

2018年第37卷第4期CHEMICALINDUSTRYANDENGINEERINGPROGRESS·1247·化工进展气液等离子体过程强化技术及其在高级氧化过程的应用冯雪兰1，程易2（1宁夏大学化学化工学院，宁夏银川750021；2清华大学化学工程系，北京100084）摘要：气液等离子体过程强化技术是20世纪80年代发展起来的一门新兴交叉学科，在高级氧化过程、液相化学合成和纳米材料制备等领域具有巨大的研究与应用价值。从化学工程的角度理解，气液等离子体过程强化技术的本质是特殊外场作用下的多相传递与反应过程，其中涉及高能电子碰撞、化学活性组分氧化、紫外光解和冲击波等多种物理与化学作用。由于气液等离子体过程强化技术本身的复杂性及多学科交叉性，对其复杂的物理与化学耦合机理还未得到充分认识，同时缺乏对气液等离子体反应器的系统研究及设计指导，从而极大程度地限制了该技术的进一步应用和发展。为全面认识气液等离子体过程强化技术，本文综述了近年来有关气液等离子体过程强化技术的诊断及机理研究进展，并剖析了气液等离子体反应器的设计思路，同时回顾和展望了气液等离子体高级氧化过程的最新研究进展，讨论了气液等离子体过程强化技术的研究方向。关键词：气液等离子体；作用机理；反应器；过程强化；高级氧化过程中图分类号：O646.9文献标志码：A文章编号：1000–6613（2018）04–1247–10DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2017-2215Processintensificationtechniqueofgas-liquidplasmaanditsapplicationinadvancedoxidationprocessesFENGXuelan1，CHENGYi2（1SchoolofChemistryandChemicalEngineering，NingxiaUniversity，Yinchuan750021，Ningxia，China；2DepartmentofChemicalEngineering，TsinghuaUniversity，Beijing100084，China）Abstract：Processintensificationtechniqueofgas-liquidplasmahasbeenanewlydevelopedinterdisciplinaryfieldsince1980s，whichshowssignificantvaluesintheapplicationsofadvancedoxidationprocesses，liquidphasechemosynthesis，nano-materialssynthesisandsoon.Fromthepointofviewofchemicalengineering，itisamulti-phasetransportandreactionprocesswithspecialexternalfieldcombiningbothphysicalandchemicaleffectsofhigh-energyelectroniccollision，chemicallyactivecomponentoxidation，ultravioletlightandshockwaves，etc.Becauseofthecomplexityandmultidisciplinaryfeatureofthegas-liquidplasmaitself，theinvolvedphysicalandchemicalmechanismhasnotbeenfullyunderstood.Atthesametime，thelackofsystematicstudyonthegas-liquidplasmareactorshassignificantlyrestrictedthefurtherapplicationanddevelopmentoftheprocessintensificationtechniqueofgas-liquidplasma.Theaimsofthispaperaretoreviewtherecentadvancesofgas-liquidplasma，involvingthediagnosistechnique，processmechanism，reactordesignandtheapplicationsinadvancedoxidationprocesses.Finally，thefutureresearchdirectiononthegas-liquidplasmaassistedprocessesisgiven.学技术在废物转化与纳米催化材料制备中的应用。E-