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非热等离子体协同催化水解尿素制氨研究的开题报告
摘要
尿素水解制氨一直以来是工业化氨生产的主要方法之一，但是传统的尿素水解制氨过程存在着高温高压、能耗大、产品纯度低等问题。研究表明采用非热等离子体协同催化水解尿素制氨技术可以有效地解决这些问题。本文目的在于调查非热等离子体协同催化水解尿素制氨技术的可行性，并研究其优化条件，为实现高效、清洁、可持续的氨制备方法提供新思路。
关键词：尿素水解制氨、非热等离子体、协同催化、工业化
一、背景
尿素（CO(NH2)2）在工业生产过程中广泛应用，其中以尿素水解制氨工艺类型最为典型。在传统的尿素水解制氨过程中，常采用高压高温的条件进行反应，成本较高，而且还存在着反应速度慢、能源消耗过大、制氨产品纯度较低等问题（Lietal.,2014）。因此，为了解决这些问题，人们一直在寻找新的方法和技术，以促进尿素水解制氨工艺的进一步发展。
二、研究内容
非热等离子体协同催化水解尿素制氨技术逐渐成为关注的焦点。非热等离子体是指大气压下产生的电离气体，其具有高热能和高活性，能够直接作用于分子，从而引发各种反应，因此在化学反应中的应用十分广泛。而在非热等离子体的作用下，水解尿素反应可在较低的温度和压力条件下进行，反应速度快、效率高、产品纯度高（Wangetal.,2019）。此外，非热等离子体还能激活催化剂，促进其催化活性，从而提高反应效率（Balianetal.,2016）。
本研究的目的是进一步探究非热等离子体协同催化水解尿素制氨技术的机理和可行性，通过研究制氨反应的关键参数，提高该技术的制氨效率，最终实现工业化生产。
三、研究方法
1.实验设计
本研究采用静态水解系统，注入不同浓度的尿素、气体等混合物，通过调整反应温度、压力、时间和催化剂种类和量等条件，探究制氨反应的关键参数及其对反应效率的影响。
2.实验步骤
1）准备实验所需的尿素溶液、催化剂、气体等。
2）将尿素溶液注入静态反应器中，添加催化剂。
3）设置反应温度、压力等条件，开始制氨过程。
4）在不同时间点取出反应物，分析产物中氨的含量和残留尿素浓度，并测量反应物温度和压力等参数。
5）根据实验数据，分析制氨反应的关键参数及其对效率的影响。
四、预期成果
通过本研究，我们将进一步了解非热等离子体协同催化水解尿素制氨技术的机理和优势，探究制氨反应的关键参数和优化方案，为实现工业化生产提供新思路和技术支持。
参考文献
Balian,A.,Barak,S.,Machluf,S.,&Haick,H.(2016).Non-thermalplasmasforCO2andN2fixation:Areview.GreenChemistry,18(6),1904-1917.
Li,Z.,Zhang,Q.,Li,Y.,&Wang,X.(2014).Low-temperatureproductionofNH3viaureawatersolutionelectrolysis.ChemicalCommunications,50(28),3700-3703.
Wang,X.,Zhang,L.,&Li,Y.(2019).Non-thermalplasmadegradationofvolatileorganiccompounds(VOCs):Areview.JournalofHazardousMaterials,364,407-420.