本书主要阐述等离子体的基础理论及大气压低温等离子体在低碳烷烃转化、二氧化钛光催化剂、负载型金属催化剂制备中的应用。全书分为四部分，共九章。*部分（第1、2章）为基础部分，主要介绍等离子体基础和等离子体化学基础及诊断技术。第二部分（第3、4章）为大气压低温等离子体在低碳烷烃转化过程的应用，主要介绍甲烷在大气压低温等离子体中的气相转化反应和气固催化转化反应。第三部分（第5～8章）为大气压气液低温等离子体技术及应用，主要介绍气液放电低温等离子体技术、等离子体与离子液体共活化甲烷转化反应、气液冷等离子体制备二氧化钛光催化剂和碱式硝酸铜。第四部分（第9章）为大气压冷等离子体制备负载型金属催化剂，主要介绍大气压冷等离子体制备负载型单金属催化剂和双金属催化剂。
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目录
前言
第1章 等离子体基础 1
1.1 等离子体概述 1
1.1.1 等离子体定义 1
1.1.2 等离子体发生 2
1.1.3 等离子体分类 2
1.2 等离子体的基本参数 3
1.2.1 粒子密度与电离度 3
1.2.2 等离子体温度 4
1.2.3 等离子体的准电中性 5
1.2.4 等离子体鞘 8
1.2.5 等离子体能量密度 9
1.3 大气压等离子体的产生 10
1.3.1 大气压脉冲直流放电等离子体 10
1.3.2 大气压介质阻挡放电等离子体 11
参考文献 13
第2章 等离子体化学基础及诊断技术 14
2.1 等离子体碰撞 14
2.1.1 弹性碰撞和非弹性碰撞 14
2.1.2 碰撞截面和碰撞频率 16
2.2 等离子体化学反应 17
2.2.1 等离子体引发均相反应 17
2.2.2 等离子体引发多相反应 18
2.2.3 等离子体引发光化学反应 19
2.3 大气压等离子体化学反应过程诊断技术 19
2.3.1 发射光谱 19
2.3.2 反应过程的发射光谱诊断 21
2.3.3 体系温度的发射光谱诊断 21
参考文献 23
第3章 大气压低温等离子体中低碳烷烃转化反应 24
3.1 大气压低温等离子体中甲烷转化反应 24
3.1.1 等离子体作用下纯甲烷转化反应 24
3.1.2 添加气体对等离子体中甲烷转化反应的影响 30
3.2 乙烷转化反应 36
3.2.1 纯乙烷转化反应 36
3.2.2 C2H6在H2气氛下的脱氢反应 38
3.2.3 C2H6在CO2气氛下的重整反应 39
3.3 丙烷和丁烷的等离子体转化 44
参考文献 44
第4章 CO2氧化CH4制C2烃反应 46
4.1 等离子体作用下CO2转化反应 47
4.2 等离子体作用下CO2氧化CH4制C2烃反应 48
4.2.1 等离子体反应器结构对反应的影响 48
4.2.2 CO2添加量对CH4转化反应的影响 50
4.2.3 能量密度对反应的影响 52
4.2.4 CO2氧化CH4反应机理 55
4.3 催化剂与等离子体协同作用CO2氧化CH4制C2烃反应 61
4.3.1 负载型碱土金属氧化物催化剂的催化活性 61
4.3.2 负载型过渡金属氧化物催化剂的催化活性 62
4.3.3 部分负载型镧系氧化物催化剂的活性 65
4.3.4 负载型Pd催化剂的催化活性 67
4.4 等离子体与催化剂共同作用机制初步探讨 69
参考文献 70
第5章 大气压气液放电低温等离子体技术 73
5.1 气液等离子体反应器结构 73
5.1.1 接触式尖端放电气液等离子体反应器结构 73
5.1.2 接触式滑动弧等离子体反应器结构 74
5.1.3 接触式线筒放电气液等离子体反应器结构 75
5.1.4 半接触式板板放电等离子体反应器结构 76
5.2 气液等离子体反应的应用 76
5.2.1 气液等离子体应用于废水处理 76
5.2.2 气液等离子体应用于化学合成反应 77
5.2.3 气液等离子体应用于合成纳米材料 78
5.3 气液等离子体相互作用机理探讨 78
参考文献 79
第6章 大气压气液低温等离子体中离子液体催化甲烷转化反应 82
6.1 离子液体 82
6.1.1 离子液体简介 82
6.1.2 离子液体的基本性质 82
6.1.3 几种常用离子液体的基本性质 84
6.1.4 离子液体的应用领域 85
6.2 离子液体与等离子体相互作用 86
6.2.1 离子液体对等离子体放电强度的影响 87
6.2.2 离子液体在等离子体中的稳定性 90
6.3 离子液体催化等离子体强化甲烷转化反应 94
6.3.1 离子液体对等离子体甲烷转化反应的影响 94
6.3.2 放电电压对气液等离子体甲烷转化反应的影响 97
6.4 机理分析 99
6.4.1 发射光谱在线分析离子液体对反应的影响 99
6.4.2 气液等离子体甲烷临氢转化反应机理初探 102
6.5 负载离子液体的催化作用 103
6.5.1 负载化离子液体催化等离子体甲烷转化反应 103
6.5.2 负载化离子液体催化甲烷转化机理 105
参考文献 107
第7章 大气压气液冷等离子体中离子液体辅助合成TiO2光催化剂 109
7.1 TiO2光催化剂 109
7.1.1 TiO2结构 109
7.1.2 TiO2的光催化机理 110
7.1.3 影响TiO2光催化性能的主要因素 111
7.2 离子液体辅助水热法制备介孔TiO2光催化剂 112
7.2.1 离子液体加入量对TiO2晶相结构的影响 113
7.2.2 前驱液pH对TiO2晶化程度及晶粒尺寸的影响 114
7.2.3 前驱液pH对TiO2孔道结构和形貌的影响 115
7.3 大气压气液等离子体制备混晶相TiO2光催化剂 119
7.3.1 制备方法 119
7.3.2 离子液体对混晶相TiO2光催化剂结构和性能的影响 120
7.4 气液等离子体制备过渡金属掺杂混晶相TiO2光催化剂 129
7.4.1 过渡金属掺杂对混晶相TiO2结构的影响 129
7.4.2 Cu掺杂量对混晶相TiO2光催化剂性能的影响 130
7.5 气液等离子体制备F掺杂TiO2光催化剂 134
7.5.1 F源对 F掺杂TiO2光催化剂性能影响 134
7.5.2 [C4MIM]BF4辅助制备F掺杂TiO2光催化剂 138
参考文献 144
第8章 大气压气液冷等离子体制备碱式硝酸铜纳米片 147
8.1 大气压气液冷等离子体制备碱式硝酸铜纳米片实验 147
8.2 碱式硝酸铜纳米片结构表征 148
8.3 碱式硝酸铜纳米片吸附性能测试 150
8.4 碱式硝酸铜纳米片形成机理分析 151
参考文献 153
第9章 大气压冷等离子体制备负载型金属催化剂 154
9.1 负载型金属催化剂制备方法 155
9.1.1 不同制备方法比较 155
9.1.2 冷等离子体制备负载型金属催化剂 156
9.2 大气压冷等离子体制备负载型单金属催化剂 157
9.2.1 大气压冷等离子体制备Ag/TiO2光催化剂 157
9.2.2 大气压冷等离子体制备Pt/TiO2光催化剂 162
9.2.3 大气压冷等离子体制备Pd/TiO2光催化剂 168
9.2.4 大气压冷等离子体制备Pd/C催化剂 174
9.2.5 大气压冷等离子体制备Pd/Al2O3催化剂 179
9.2.6 大气压冷等离子体制备Au/TiO2催化剂 186
9.3 大气压冷等离子体制备负载型PdCu双金属催化剂 197
9.3.1 不同浸渍顺序对PdCu/Al2O3双金属催化剂的影响 197
9.3.2 Pd/Cu比例对PdCu/Al2O3双金属催化剂的影响 204
9.3.3 PdCu/Al2O3催化剂的DRIFT表征及稳定性实验 209
参考文献 211
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