二氧化硅表面催化介质阻挡放电产生臭氧的实验研究
发布时间：2021-11-07 10:59
社会的发展使人们对于精神生活的需求越来越强烈,因而人们将目光逐渐聚焦在环境污染、医疗健康等领域。由于具有强氧化性而且非常环保,臭氧在饮用水消毒、污水处理、医疗健康等方面的应用越来越广泛。臭氧发生器需进一步提高臭氧产率和臭氧浓度才能满足人们高浓度、低能耗的臭氧需求。然而,现如今的臭氧发生器的臭氧产率始终远低于理论值。在过去的研究中,大多数学者专注于对介质阻挡放电结构、电极材料、电源以及放电参数的优化,但臭氧浓度和臭氧产率始终不能大幅度提升。在放电空间内填充催化材料虽然能取得不错效果,但始终不是研究催化材料对臭氧产生的催化作用的合适方式。在介质板表面负载催化材料是一种研究催化材料催化臭氧产生机理的理想方法。本文以二氧化硅作为催化材料,采用平板式介质阻挡放电反应器,研究二氧化硅表面催化臭氧产生的机理。本文通过溶液凝胶法成功将二氧化硅负载在介质板上。研究了不同放电参数下,二氧化硅对臭氧产生的影响,并结合XPS、FTIR等表征手段对催化材料的表征结果,初步揭示二氧化硅表面催化臭氧产生的反应机理。得到的主要结论有:（1）随着浸渍次数的增大,二氧化硅膜厚度增大,负载二氧化硅膜的介质板的导热系数减少。...
【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２表面反应两种机理示意图??
?第２章负载催化剂及搭建实验平台???３０：?５ｘｌ〇－：摩尔比进行混合，乙醇的量也为８００?ｍｌ，搅拌后称为溶胶Ｂ。??第三步，将制取的碱溶胶Ａ与酸溶胶Ｂ进行充分混合并搅拌，获得新的溶??胶Ｃ。将溶胶Ｃ在７０－８ＣＴＣ下保温４小时，充分挥发溶胶Ｃ中的ＨＣ１和ＮＨ３。??这样能去除溶胶中的催化剂成分，能使溶胶长时间保存。经过实验形成的溶胶??如图２－２所示。??????图２－２制取的二氧化硅溶胶??第四步，使用蒸馏水和乙醇对介质板进行清洗，洗去表面污渍，并使用烘??箱对氧化铝板进行干燥。??第五步，将氧化铝板浸渍进入溶胶中，以２０?ｃｍ／ｍｉｎ的速度进行手动提拉，??使得在氧化铝板表面形成二氧化硅涂层。??第六步，将含有二氧化硅涂层的氧化铝板置于烘箱中以８（ＴＣ干燥３０分钟，??以进行下一次浸渍，即重复第四步，获得既定的浸溃次数的二氧化硅涂层，以??获得不同厚度的二氧化硅膜。??第七步，将浸渍有既定厚度的二氧化硅膜的氧化铝板放入箱式电阻炉中进??行烘烤，烧结。烧结温度为４５０°Ｃ，烧结时间为３０分钟。冷却后即可。本实验??过程中直接将负载有不同厚度二氧化硅膜的氧化铝板作为介质阻挡放电结构中??的介质板。??负载二氧化硅的流程如下图２－３所示：??１８??
图２－３二氧化硅负载流程图??２．３搭建实验平台及实验流程??２．３．１搭建实验平台??本课题的主要研宄对象为二氧化硅对臭氧发生器的产生臭氧的表面催化反??应机理。本实验的电路图如下图所示：本次实验使用的是高频高压交流电源，??采用的是单介质板平板型介质阻挡放电结构，通过替换负载不同厚度的二氧化??硅膜的介质板，得到不同二氧化硅膜对臭氧发生器产生的臭氧浓度和臭氧产率??的影响。本次实验的放电装置如下图２－４。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]气体氛围对低温等离子体协同控制汞和二噁英的影响[J]. 竹涛,张星,马名烽,陈扬,金鑫睿,袁前程. 高电压技术. 2019(06)
[2]低温等离子体协同催化的VOCs净化装置设计[J]. 张永京,张善文,张燕军,张平,耿寿林. 农业装备技术. 2019(03)
[3]膜生物反应器结合臭氧工艺在工业区水回用处理中的应用[J]. 蔡鑫. 中国资源综合利用. 2019(05)
[4]老旧水厂炭砂滤池改造及运行效果[J]. 黄孟斌,王长平,张毅,向伟,伊朗,李羽颀. 净水技术. 2019(04)
[5]铝污泥酸化提取液改性沸石的除磷特性及机制[J]. 韩芸,胡玉洁,连洁,杨思哲,齐泽宁. 环境科学. 2019(08)
[6]等离子体场内CeO2催化降解甲醇的表面活性氧物种来源与作用研究[J]. 王雪青,黎欢毅,王邦芬,孙玉海,毛梦绮,吴军良,付名利,陈礼敏,叶代启. 环境科学学报. 2019(08)
[7]双极性脉冲臭氧发生的实验研究[J]. 冯卫强,刘振,刘百良,黄逸凡,闫克平. 高电压技术. 2018(09)
[8]铜基底上制备CuO纳米线的原位构筑及其在低温等离子体-催化氧化甲苯应用[J]. 于东麒,段连杰,郑敏芳,刘欢,于伟行. 辽宁师范大学学报(自然科学版). 2017(03)
[9]颗粒填充对介质阻挡放电制臭氧性能的影响[J]. 钱树楼,魏俊,秦豫川,王城,夏维东. 核聚变与等离子体物理. 2017(03)
[10]填充床介质阻挡放电臭氧发生器的实验研究[J]. 魏俊,钱树楼,王城,夏维东. 高电压技术. 2017(08)
博士论文
[1]Cex/HBEA催化剂选择性催化还原NOx机制及其抗硫抗积炭特性[D]. 施赟.浙江大学 2017
[2]介质阻挡放电材料对放电特性影响的研究[D]. 李明.华北电力大学（北京） 2008
硕士论文
[1]介质表面粗糙度对DBD放电特性和臭氧发生影响及多参数优化[D]. 王全园.南昌大学 2019
[2]负载SiO2纳米颗粒石英纤维催化臭氧发生实验研究[D]. 郭良银.南昌大学 2017
本文编号：3481736
【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２表面反应两种机理示意图??
?第２章负载催化剂及搭建实验平台???３０：?５ｘｌ〇－：摩尔比进行混合，乙醇的量也为８００?ｍｌ，搅拌后称为溶胶Ｂ。??第三步，将制取的碱溶胶Ａ与酸溶胶Ｂ进行充分混合并搅拌，获得新的溶??胶Ｃ。将溶胶Ｃ在７０－８ＣＴＣ下保温４小时，充分挥发溶胶Ｃ中的ＨＣ１和ＮＨ３。??这样能去除溶胶中的催化剂成分，能使溶胶长时间保存。经过实验形成的溶胶??如图２－２所示。??????图２－２制取的二氧化硅溶胶??第四步，使用蒸馏水和乙醇对介质板进行清洗，洗去表面污渍，并使用烘??箱对氧化铝板进行干燥。??第五步，将氧化铝板浸渍进入溶胶中，以２０?ｃｍ／ｍｉｎ的速度进行手动提拉，??使得在氧化铝板表面形成二氧化硅涂层。??第六步，将含有二氧化硅涂层的氧化铝板置于烘箱中以８（ＴＣ干燥３０分钟，??以进行下一次浸渍，即重复第四步，获得既定的浸溃次数的二氧化硅涂层，以??获得不同厚度的二氧化硅膜。??第七步，将浸渍有既定厚度的二氧化硅膜的氧化铝板放入箱式电阻炉中进??行烘烤，烧结。烧结温度为４５０°Ｃ，烧结时间为３０分钟。冷却后即可。本实验??过程中直接将负载有不同厚度二氧化硅膜的氧化铝板作为介质阻挡放电结构中??的介质板。??负载二氧化硅的流程如下图２－３所示：??１８??
图２－３二氧化硅负载流程图??２．３搭建实验平台及实验流程??２．３．１搭建实验平台??本课题的主要研宄对象为二氧化硅对臭氧发生器的产生臭氧的表面催化反??应机理。本实验的电路图如下图所示：本次实验使用的是高频高压交流电源，??采用的是单介质板平板型介质阻挡放电结构，通过替换负载不同厚度的二氧化??硅膜的介质板，得到不同二氧化硅膜对臭氧发生器产生的臭氧浓度和臭氧产率??的影响。本次实验的放电装置如下图２－４。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]气体氛围对低温等离子体协同控制汞和二噁英的影响[J]. 竹涛,张星,马名烽,陈扬,金鑫睿,袁前程. 高电压技术. 2019(06)
[2]低温等离子体协同催化的VOCs净化装置设计[J]. 张永京,张善文,张燕军,张平,耿寿林. 农业装备技术. 2019(03)
[3]膜生物反应器结合臭氧工艺在工业区水回用处理中的应用[J]. 蔡鑫. 中国资源综合利用. 2019(05)
[4]老旧水厂炭砂滤池改造及运行效果[J]. 黄孟斌,王长平,张毅,向伟,伊朗,李羽颀. 净水技术. 2019(04)
[5]铝污泥酸化提取液改性沸石的除磷特性及机制[J]. 韩芸,胡玉洁,连洁,杨思哲,齐泽宁. 环境科学. 2019(08)
[6]等离子体场内CeO2催化降解甲醇的表面活性氧物种来源与作用研究[J]. 王雪青,黎欢毅,王邦芬,孙玉海,毛梦绮,吴军良,付名利,陈礼敏,叶代启. 环境科学学报. 2019(08)
[7]双极性脉冲臭氧发生的实验研究[J]. 冯卫强,刘振,刘百良,黄逸凡,闫克平. 高电压技术. 2018(09)
[8]铜基底上制备CuO纳米线的原位构筑及其在低温等离子体-催化氧化甲苯应用[J]. 于东麒,段连杰,郑敏芳,刘欢,于伟行. 辽宁师范大学学报(自然科学版). 2017(03)
[9]颗粒填充对介质阻挡放电制臭氧性能的影响[J]. 钱树楼,魏俊,秦豫川,王城,夏维东. 核聚变与等离子体物理. 2017(03)
[10]填充床介质阻挡放电臭氧发生器的实验研究[J]. 魏俊,钱树楼,王城,夏维东. 高电压技术. 2017(08)
博士论文
[1]Cex/HBEA催化剂选择性催化还原NOx机制及其抗硫抗积炭特性[D]. 施赟.浙江大学 2017
[2]介质阻挡放电材料对放电特性影响的研究[D]. 李明.华北电力大学（北京） 2008
硕士论文
[1]介质表面粗糙度对DBD放电特性和臭氧发生影响及多参数优化[D]. 王全园.南昌大学 2019
[2]负载SiO2纳米颗粒石英纤维催化臭氧发生实验研究[D]. 郭良银.南昌大学 2017
本文编号：3481736
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