低温等离子体催化氧化石墨碳的机理研究
发布时间：2021-07-11 22:10
柴油机尾气中的单个颗粒物的动力学直径只有几十个纳米,可以随空气流进入到人体内。长期吸入颗粒物会使人类呼吸道和肺部发生病变。因此,柴油机尾气必须严格净化后才能符合日趋严格的国家排放标准。等离子体催化作为一种新兴的柴油机尾气净化技术,可以有效去除尾气颗粒物,为了提高其净化效率,必须明确等离子体催化氧化颗粒物的机理,以便优化催化剂组分和等离子体条件。柴油机尾气颗粒物的主要成分是类似石墨的碳烟,本研究采用石墨作为模拟碳颗粒物,并使用透射电子显微镜（TEM）、N2-吸附和Raman光谱对石墨进行表征。采用自主开发的一种可以在原位漫反射傅里叶变换红外光谱仪（in situ DRIFTS）的原位池中实现介质阻挡放电（DBD）的装置,检测等离子体催化氧化石墨过程中“石墨/氧化铝/KBr”样品表面中间产物的变化,探讨了放电处理时间、反应温度、氧浓度和放电能量注入对中间产物变化的影响。利用在线质谱仪（MS）分析“石墨/氧化铝”样品在红外原位池中放电的气体产物。根据红外光谱和MS分析结果,提出了等离子体催化氧化石墨碳的机理。在碱土金属中,钙通常作为添加剂引入碳氧化催化剂中以提高催化剂稳定性,因此,碳酸钙（C...
【文章来源】：浙江工商大学浙江省
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－７电晕放电基本结构??Ｆｉｇｕｒｅ?１?－７?Ｂａｓｉｃ?ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ＣＤ?ｄｉｓｃｈａｒｇｅ??
气中ＰＭ去除的过程主要包括在ＮＴＰ反应器中ＰＭ荷电、在介质或电极表面沉积和等??离子体丨＜域中的ＰＭ氧化。??１９９１年，Ｈａｒａｎｏ等１５９１首次报道了使用ＤＢＤ反应器（图１－９）氧化来自燃气的层??流扩散火焰中的碳烟的实验，发现碳烟在Ｈ２０／０２／Ａｒ气氛中比在０２／Ａｒ气氛中更有效??地被氧化，因此认为放电产生的０Ｈ自由基在碳烟氧化中起着重要作用。在１＂４年，??Ｆａｎｉｃｋ和Ｂｙｋ〇ｗｓｌｄｌ６Ｑ］使用填充介质床的ＤＢＤ反应器处理轻型柴油车尾气，发现ＰＭ??和Ｎ０Ｘ都可以有效地被去除，对于大多数条件，颗粒去除效率高于６０％，似随着＇个：速??增加去除效率会降低；ＮＯｘ的转化效率也取决于空速，在空速小ｆ＂７〇〇〇ｌ／ｌｉ时，ＮＯｘ??转化效率通常会超过４０％。除此之外，还发现通过等离子体反应床的气体中ＣＯ浓度??增加，这表明通过等离子体中的反应产生／?ＣＯ。ＴｈｏｍａｓＩＭ通过将坝充材料引入ＮＴＰ??反应器
?浙江工商大硕丨：学位论文???ＰＭ更好沉积与废气分离，从而更经济地实现完全氧化，且ＮＴＰ氧化ＰＭ的所需的能??量仅为０．３４?ｋＷ＿ｈ／ｇ。ＤＢＤ反应器的几何结构对于获得均匀固定的等离子体放电空间??非常重要，因此，Ｙａｏ等在研宄了几种类型的ＤＢＤ反应器后，开发了一种不均匀??型ＤＢＤ反应器用于实际应用，可以有效捕集ＰＭ，并获得稳定的等离子体，图］－１０??显示了不均匀ＤＢＤ反应器的基本结构。结果发现，在轻型柴油车的应用中ＰＭ排放??量仅为０．００５?ｇ／ｋｍ，己经能满足２００９年的日本新长期标准。Ｔａｎｇ等Ｍ使用脉冲板式??ＤＢＤ反应器分别在１００、１５０和２００?°Ｃ的温度下进行大气空气中的放电氧化ＰＭ。发??现ＰＭ去除效率（单位：ｇ／ｋＷｈ）随着空气温度和放电空间中ＰＭ量的增加而增加。??＞
【参考文献】：
期刊论文
[1]再论农机行业排放标准国四切换[J]. 张真. 农机市场. 2018(09)
[2]基于直流电晕放电和催化剂反电晕的等离子体发生法[J]. 冯发达,黄逸凡,刘振,闫克平. 高电压技术. 2017(06)
[3]大气压非平衡等离子体射流[J]. 吴淑群,聂兰兰,卢新培. 高电压技术. 2015(08)
[4]柴油机后处理技术发展现状[J]. 张霞,张博琦,夏鸿文. 交通节能与环保. 2014(05)
[5]射频放电等离子体气动激励特性的实验研究[J]. 宋慧敏,吴韦韦,崔巍,贾敏,金迪,梁华. 高电压技术. 2014(07)
博士论文
[1]等离子体强化催化氧化的机理研究[D]. 刘璐.浙江大学 2016
[2]不同燃料对柴油机排气颗粒物的影响研究[D]. 郝斌.天津大学 2014
硕士论文
[1]脉冲放电等离子体催化甲烷转化的研究[D]. 高远.武汉工程大学 2017
[2]中国中东部地区典型城市大气细颗粒物中化学组成特征及来源解析研究[D]. 张晓雨.南京大学 2017
[3]稀土氧化物碳烟燃烧催化剂活性氧的研究[D]. 魏少杰.济南大学 2011
本文编号：3278673
【文章来源】：浙江工商大学浙江省
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－７电晕放电基本结构??Ｆｉｇｕｒｅ?１?－７?Ｂａｓｉｃ?ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ＣＤ?ｄｉｓｃｈａｒｇｅ??
气中ＰＭ去除的过程主要包括在ＮＴＰ反应器中ＰＭ荷电、在介质或电极表面沉积和等??离子体丨＜域中的ＰＭ氧化。??１９９１年，Ｈａｒａｎｏ等１５９１首次报道了使用ＤＢＤ反应器（图１－９）氧化来自燃气的层??流扩散火焰中的碳烟的实验，发现碳烟在Ｈ２０／０２／Ａｒ气氛中比在０２／Ａｒ气氛中更有效??地被氧化，因此认为放电产生的０Ｈ自由基在碳烟氧化中起着重要作用。在１＂４年，??Ｆａｎｉｃｋ和Ｂｙｋ〇ｗｓｌｄｌ６Ｑ］使用填充介质床的ＤＢＤ反应器处理轻型柴油车尾气，发现ＰＭ??和Ｎ０Ｘ都可以有效地被去除，对于大多数条件，颗粒去除效率高于６０％，似随着＇个：速??增加去除效率会降低；ＮＯｘ的转化效率也取决于空速，在空速小ｆ＂７〇〇〇ｌ／ｌｉ时，ＮＯｘ??转化效率通常会超过４０％。除此之外，还发现通过等离子体反应床的气体中ＣＯ浓度??增加，这表明通过等离子体中的反应产生／?ＣＯ。ＴｈｏｍａｓＩＭ通过将坝充材料引入ＮＴＰ??反应器
?浙江工商大硕丨：学位论文???ＰＭ更好沉积与废气分离，从而更经济地实现完全氧化，且ＮＴＰ氧化ＰＭ的所需的能??量仅为０．３４?ｋＷ＿ｈ／ｇ。ＤＢＤ反应器的几何结构对于获得均匀固定的等离子体放电空间??非常重要，因此，Ｙａｏ等在研宄了几种类型的ＤＢＤ反应器后，开发了一种不均匀??型ＤＢＤ反应器用于实际应用，可以有效捕集ＰＭ，并获得稳定的等离子体，图］－１０??显示了不均匀ＤＢＤ反应器的基本结构。结果发现，在轻型柴油车的应用中ＰＭ排放??量仅为０．００５?ｇ／ｋｍ，己经能满足２００９年的日本新长期标准。Ｔａｎｇ等Ｍ使用脉冲板式??ＤＢＤ反应器分别在１００、１５０和２００?°Ｃ的温度下进行大气空气中的放电氧化ＰＭ。发??现ＰＭ去除效率（单位：ｇ／ｋＷｈ）随着空气温度和放电空间中ＰＭ量的增加而增加。??＞
【参考文献】：
期刊论文
[1]再论农机行业排放标准国四切换[J]. 张真. 农机市场. 2018(09)
[2]基于直流电晕放电和催化剂反电晕的等离子体发生法[J]. 冯发达,黄逸凡,刘振,闫克平. 高电压技术. 2017(06)
[3]大气压非平衡等离子体射流[J]. 吴淑群,聂兰兰,卢新培. 高电压技术. 2015(08)
[4]柴油机后处理技术发展现状[J]. 张霞,张博琦,夏鸿文. 交通节能与环保. 2014(05)
[5]射频放电等离子体气动激励特性的实验研究[J]. 宋慧敏,吴韦韦,崔巍,贾敏,金迪,梁华. 高电压技术. 2014(07)
博士论文
[1]等离子体强化催化氧化的机理研究[D]. 刘璐.浙江大学 2016
[2]不同燃料对柴油机排气颗粒物的影响研究[D]. 郝斌.天津大学 2014
硕士论文
[1]脉冲放电等离子体催化甲烷转化的研究[D]. 高远.武汉工程大学 2017
[2]中国中东部地区典型城市大气细颗粒物中化学组成特征及来源解析研究[D]. 张晓雨.南京大学 2017
[3]稀土氧化物碳烟燃烧催化剂活性氧的研究[D]. 魏少杰.济南大学 2011
本文编号：3278673
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