连续放电和吸附存储—放电催化降解甲苯的机理研究
[Abstract]:Volatile organic compounds (VOCs) are important precursors of secondary pollution, such as O3 and PM2.5. With the economic development of China, VOCs emissions are increasing year by year. As one of the new air pollution purification technologies, plasma catalytic technology can convert VOC at room temperature and atmospheric pressure. It has many advantages, such as high conversion efficiency, small area, rapid reaction, reducing secondary pollution, and so on. The related research has been widely concerned by scholars at home and abroad. However, due to the complexity of plasma catalytic system, the mechanism of VOCs degradation in plasma and the role of catalyst in plasma degradation are not clear, which will affect the popularization and application of this technology. In this paper, the catalytic degradation of toluene by low temperature plasma in combination with 纬 -Al 2O 3 and the active components of Agn NiO- MNO x was evaluated. The catalytic degradation of toluene by continuous discharge degradation and adsorption storage discharge was evaluated. The differences of catalytic degradation of toluene among different degradation methods were investigated. The adsorption of catalyst and the effect of addition of different active components on the reaction process were analyzed, and the in-situ infrared reaction cell was designed. In the process of continuous discharge and adsorptive storage-discharge catalytic degradation of toluene, the adsorption species on the catalyst surface were continuously analyzed on line, and the changes of intermediate species on the catalyst surface were studied based on the results of GCMS analysis. The degradation pathway, key species and control steps of toluene degradation were discussed. Ag/ 纬 -Al _ 2O _ 3NiO / 纬 -Al _ 2O _ 3 Mn-Ox/ 纬 -Al _ 2O _ 3 catalysts were prepared by impregnation method. The degradation efficiency of toluene was in the order of MnOx/ 纬 -Al _ 2O _ 3NiO / 纬 -Al _ 2O _ 3Ag / 纬 -Al _ 2O _ 3 纬 -Al _ 2O _ 3 hollow tubes. The degradation effect of toluene under plasma catalysis was related to the adsorption of toluene and the decomposition of O _ 3. Adsorption storage-discharge method is superior to continuous discharge method in toluene removal rate, carbon balance and carbon dioxide selectivity, especially in toluene removal rate up to 100. Adsorption of toluene stored on the surface of the catalyst can effectively utilize the active species produced by plasma. Intermittent discharge can expose the active sites on the surface of the catalyst and reduce the deposition of intermediate or by-products, thus promoting the oxidative decomposition of toluene. The addition of active component can promote the degradation of toluene. Ag can form 蟺 coordination complexation with toluene molecule, increase the adsorption capacity and adsorption strength of the catalyst and change the electrophilicity and hydrogen adsorption of the catalyst surface. The weakening of the stability of benzene ring structure and the addition of MnOx enhanced the redox ability of the catalyst and the ability of ozone degradation, and promoted the intermediate product to be oxidized and degraded rapidly. The main products of plasma catalytic degradation of toluene are benzyl alcohol, benzaldehyde, benzoic acid, esters and amines. Combined with the results of GC-MS and in situ infrared analysis, the mode of discharge degradation affected the degradation pathway of toluene catalyzed by plasma. There are many kinds of intermediate products in continuous discharge and less intermediate products in adsorptive storage-discharge mode. The degradation of toluene by continuous discharge is more thorough than that by continuous discharge and the generation of amines is not detected. The main pathway of plasma degradation of toluene is toluene, benzyl, benzaldehyde, benzoic acid, carboxylic acid, ester CO _ 2 and H _ 2O.
【学位授予单位】:华南理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:X701
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,本文编号:2136797
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