传统的炭黑生产工艺带来严重的环境污染和资源浪费问题,等离子体技术制备炭黑具有绿色环保、高效节能的优点,然而通常情况下电弧放电工艺易积碳结焦、损耗电极,而且炭黑品种单一却结构混杂、质量和产量较低。因此开发可连续操作的等离子体工艺制备高质量、多品种、结构稳定的炭黑具有重要意义。本论文针对常规电弧等离子体无法长时间工作、电弧区域小以及产品结构混杂的问题,利用易击穿的短距离放电成功诱发大间距电弧放电,并与流态化相结合实现炭黑结构可控制备,研究了放电模式和流动状态对炭黑质量和产量以及电弧稳定性的影响,阐明了炭黑生成机理,并根据该机理设计实验制备出石墨烯。论文主要取得如下创新结果和结论:(1)介质阻挡放电可成功诱发超过5 cm长的交流电弧放电,获得温度梯度较小而区域更大的等离子体环境。炭黑的生成会不断削弱放电效果并降低产率至44.8%,通过炭黑团聚体的附聚行为实现流态化操作后制备的炭黑结构更发达、晶型更完善且产率高达80%以上;(2)利用交流滑动电弧诱发了 4 cm长的直流电弧放电,二者同时工作可将非平衡等离子体和平衡等离子体的优点结合起来,炭黑产量提高1～4倍,最高可达2.7 g/h。不同放电模式和操作气速下可获得补强、导电、耐磨三个品种炭黑,并分析了三种炭黑的生成机理。其中导电炭黑电阻率为2.2 Ω cm,达到乙炔炭黑的国家标准;(3)电弧放电过程中通入适量的氢气可以有效阻止炭黑的形成,产品变成石墨烯。石墨烯的层数主要为1～6层,电导率3860 S/m、产量大于1.6 g/h,表面几乎不含官能团。相较于其他工艺,本方法反应条件温和、原料成本低廉、工艺极其简单,仅需一步操作便可获得高质量石墨烯粉体;(4)将ABS和EPDM分别接枝MAH后共混可以有效增加复合物的相容性和冲击强度,随后添加大量新鲜ABS到复合物中可以极大的增加拉伸强度,在此基础上添加炭黑可以在不降低力学性能的前提下使复合物具有优异的抗静电能力。将上述工艺制备的导电炭黑添加到复合物中,10wt%的添加量下电阻率为7.9?02Ω·cm,优于其他炭黑的电学改性效果。本论文的主要创新点包括将流态化技术应用于等离子体炭黑的制备过程中,将非平衡等离子体和平衡等离子体的优势相结合制备多品种炭黑,以及等离子体快速、高效、清洁、廉价、连续制备出高质量石墨烯粉体,对于等离子体炭黑的品种开发和分类、石墨烯的绿色宏量制备具有实际意义。