一种用于氧化固氮的高压脉冲放电等离子体源设计及特性研究文献综述

文献综述

1.1课题背景1.1.1固氮的背景及意义氮元素是生物界最重要的元素之一，比如与细胞增殖有关的染色体、和代谢相关的三磷酸腺苷以及维持生命活动的各类细胞器与蛋白质等都离不开氮元素。

固氮是指将游离的氮气转化为各种含氮物质的过程，其产物通常为氨和硝酸盐等含氮物质。

对自然生态和现代社会的发展而言，固氮产物都扮演着极为重要的角色：硝酸盐是植物和微生物的必要养分，为生态食物链提供最基层的营养与物质保证[1]；氨和硝酸盐是合成氮肥的主要原料，自从氮肥的推广以来，全球人口一直保持着稳健的增长态势[2]，人口饥饿的世界难题也得到了有效的缓解，为人类的发展作出重大贡献；在工业界固氮产物有着举足轻重的意义，是社会的发展不可或缺的化学物质之一。

1.1.2固氮的方式目前，固氮方式主要包括：生物固氮，工业固氮，催化固氮以及低温等离子体固氮等[3]。

生物固氮，是指固氮微生物以自生固氮、共生固氮和联合固氮的形式将大气中的氮气转化为氨的过程。

但是我国目前生物固氮基础研究仍处于困境，大多数研究尚处于理论阶段，尚未能应用于实际农业生产中。

工业固氮作为主流固氮方式，其技术相对成熟、且应用广泛。

工业固氮又称化学固氮，人工固氮的方法之一是用高温、高压和化学催化的方法，将N2和H2合成NH3的过程，即合成氨。

该技术由德国化学家弗里茨哈伯 ( Fritz Haber) 1908年发明，1910 年卡尔博施( Carl Bosch) 在 BASF 公司成功实现商业化，人称哈伯－博施法( Haber-Bosch process) [4]。