泡沫金属复合型催化剂的制备及其在VOCs去除中的机制研究
发布时间：2022-01-21 16:33
随着我国城市规模的不断扩张及工业化的持续推进,大气污染问题日趋严重,VOCs作为重要污染物,其排放量与日俱增。因此,对其控制成为了我国大气污染防治的重要任务。以吸附法和燃烧法为代表的传统方法能有效地处理高浓度VOCs污染气体,而对于难以去除的低浓度、大流量VOCs污染气体,低温等离子体技术则是当前最具应用前景的技术之一。然而该技术存在CO2选择性差及副产物较多等问题,阻碍其工业应用,低温等离子体联合催化脱除VOCs技术为其提供新的研究方向。本文以二甲苯作为研究对象,选取具有网状立体结构及较高孔隙率的泡沫金属镍作为催化剂载体,价格低廉且易得的针铁矿作为催化剂的活性组分,开展了低温等离子体联合负载型催化剂处理二甲苯的实验研究。分析了低温等离子体放电功率、二甲苯初始浓度、催化剂用量、负载量等因素对二甲苯降解效果的影响并阐述其机理。实验结果表明,针铁矿/泡沫金属镍负载型催化剂显著提高了低温等离子体对二甲苯的降解率和对CO/CO2的选择性,并减少了副产物。本文取得的主要结果如下:（1）在低温等离子体单独脱除二甲苯研究中,当放电功率为80W,进气量为700 mL/m3,初始浓度为600ppm时,二...
【文章来源】：西安科技大学陕西省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
低温等离子体反应器Fig.2.2Nonthermalplasmareacto
2实验部分13模拟二甲苯气体，设置不同的VOCs初始浓度。2.2.2低温等离子体催化反应系统实验电源采用南京苏曼的CTP-2000K低温等离子体电源，由一部电源主机和调压器组成，如图2.1所示，电源的输入电压为220V，输出电压为0~30kV，电源功率0~500W，输出频率在5~20kHz，中心频率约为10kHz。本实验使用的反应器为定制单介质DBD线筒反应器，如图2.2所示。实验选取催化剂载体为泡沫金属镍，规格为长10mm，宽10mm，厚5mm，置于反应区，如图2.3所示。图2.1低温等离子体电源Fig.2.1Nonthermalplasmapowersupply图2.2低温等离子体反应器图2.3泡沫金属镍Fig.2.2NonthermalplasmareactoFig.2.3Nickelfoam
2实验部分13模拟二甲苯气体，设置不同的VOCs初始浓度。2.2.2低温等离子体催化反应系统实验电源采用南京苏曼的CTP-2000K低温等离子体电源，由一部电源主机和调压器组成，如图2.1所示，电源的输入电压为220V，输出电压为0~30kV，电源功率0~500W，输出频率在5~20kHz，中心频率约为10kHz。本实验使用的反应器为定制单介质DBD线筒反应器，如图2.2所示。实验选取催化剂载体为泡沫金属镍，规格为长10mm，宽10mm，厚5mm，置于反应区，如图2.3所示。图2.1低温等离子体电源Fig.2.1Nonthermalplasmapowersupply图2.2低温等离子体反应器图2.3泡沫金属镍Fig.2.2NonthermalplasmareactoFig.2.3Nickelfoam
【参考文献】：
期刊论文
[1]纳米α-Fe2O3可见光催化剂的制备及掺杂改性研究进展[J]. 赵志伟,谭雅焕,耿聰. 重庆大学学报. 2020(12)
[2]挥发性有机物治理技术研究进展[J]. 武宁,杨忠凯,李玉,李涛,任保增. 现代化工. 2020(02)
[3]负载γ-Fe2O3椰壳活性炭催化剂的制备与表征[J]. 刘维赛,黄帮福,刘兰鹏,赵宏伟,赵思孟,潘春雷,刘弘伟. 炭素技术. 2019(06)
[4]α-Fe2O3/CuO/rGO非均相芬顿催化剂的制备及其降解苯酚的性能[J]. 杨镇杉,李耀威,吴宏海. 华南师范大学学报(自然科学版). 2019(06)
[5]α-Fe2O3-ZnO/煤矸石复合光催化剂的制备及其降解五氯酚性能的研究[J]. 谢娟,夏润南,杜红霞,赵树春,许红,康文通. 化工新型材料. 2019(12)
[6]经由MOFs煅烧制得多孔Fe2O3表面修饰十二烷基磺酸钠:一种高活性且易回收的燃油脱氮光催化剂（英文）[J]. 梁若雯,梁志瑜,陈峰,谢丹华,吴艳玲,王绪绪,颜桂炀,吴棱. Chinese Journal of Catalysis. 2020(01)
[7]表面缺陷α-Fe2O3（001）纳米片双活性位点类芬顿催化剂用于降解污染物（英文）[J]. 邱江源,肖碧源,覃方红,张美婷,万婷,刘锦萍,陈建华,黄在银. 无机化学学报. 2019(09)
[8]浅谈二甲苯VOCs气体收集及治理[J]. 张林,朱志平. 中国设备工程. 2019(15)
[9]g-C3N4/泡沫镍整体式光催化剂的构建及光氧化去除NO[J]. 冉涛,张骞,黎邦鑫,刘旸,李筠连. 材料导报. 2019(S1)
[10]低温等离子体协同铜铈催化剂脱除甲苯[J]. 甘蓉丽,罗光前,许洋,梅瑞冬,朱海露,周梦丽. 化工进展. 2018(09)
博士论文
[1]空气中CO和O3的高通量催化脱除：基于铝（铜）纤维毡的整装结构催化剂构筑及催化性能研究[D]. 陶龙刚.华东师范大学 2019
[2]金属泡沫结构化Ni基催化剂的化学刻蚀制备、合成气甲烷化催化性能和强化热质传递构效研究[D]. 李亚坤.华东师范大学 2016
[3]等离子体协同催化脱除挥发性有机物（VOCs）的机理研究[D]. 竺新波.浙江大学 2015
[4]低温等离子体耦合催化去除挥发性有机物的研究[D]. 李一倬.上海交通大学 2015
[5]热处理铝代针铁矿的结构演化及其表面反应性[D]. 刘海波.合肥工业大学 2013
[6]泡沫金属负载纳米TiO2的制备、表征及其光催化性能的研究[D]. 胡海.上海交通大学 2007
硕士论文
[1]非对称杆式介质阻挡放电及其耦合催化条件下对甲苯的降解研究[D]. 翟旺生.大连理工大学 2019
[2]不同形貌的二氧化锰纳米材料的可控制备、优化及其低温催化氧化甲苯性能研究[D]. 刘芳彤.江西农业大学 2019
[3]α-Fe2O3负载金属氧化物催化氧化苯的性能研究[D]. 项莹.合肥工业大学 2019
[4]负载型硫酸对气态邻二甲苯的去除作用[D]. 董燕飞.河北师范大学 2019
[5]形貌控制的Fe2O3-ZrO2催化剂类Fenton降解污染物的研究[D]. 宋元.华北电力大学(北京) 2019
[6]DBD协同光催化降解有机废气实验研究[D]. 姚超坤.西安理工大学 2018
[7]石墨烯—二氧化钛复合光催化剂对两种典型VOCs的降解特性研究[D]. 林文娇.中国科学院大学(中国科学院上海硅酸盐研究所) 2018
[8]介质阻挡放电协同Ce-Zr基催化剂脱除甲苯和CO[D]. 张庆.天津科技大学 2018
[9]泡沫金属镍负载Mn基催化剂低温SCR脱硝性能研究[D]. 李国波.安徽工业大学 2018
[10]吸附-低温等离子体净化甲苯中催化剂制备与性能研究[D]. 赵军杰.西安建筑科技大学 2018
本文编号：3600608
【文章来源】：西安科技大学陕西省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
低温等离子体反应器Fig.2.2Nonthermalplasmareacto
2实验部分13模拟二甲苯气体，设置不同的VOCs初始浓度。2.2.2低温等离子体催化反应系统实验电源采用南京苏曼的CTP-2000K低温等离子体电源，由一部电源主机和调压器组成，如图2.1所示，电源的输入电压为220V，输出电压为0~30kV，电源功率0~500W，输出频率在5~20kHz，中心频率约为10kHz。本实验使用的反应器为定制单介质DBD线筒反应器，如图2.2所示。实验选取催化剂载体为泡沫金属镍，规格为长10mm，宽10mm，厚5mm，置于反应区，如图2.3所示。图2.1低温等离子体电源Fig.2.1Nonthermalplasmapowersupply图2.2低温等离子体反应器图2.3泡沫金属镍Fig.2.2NonthermalplasmareactoFig.2.3Nickelfoam
2实验部分13模拟二甲苯气体，设置不同的VOCs初始浓度。2.2.2低温等离子体催化反应系统实验电源采用南京苏曼的CTP-2000K低温等离子体电源，由一部电源主机和调压器组成，如图2.1所示，电源的输入电压为220V，输出电压为0~30kV，电源功率0~500W，输出频率在5~20kHz，中心频率约为10kHz。本实验使用的反应器为定制单介质DBD线筒反应器，如图2.2所示。实验选取催化剂载体为泡沫金属镍，规格为长10mm，宽10mm，厚5mm，置于反应区，如图2.3所示。图2.1低温等离子体电源Fig.2.1Nonthermalplasmapowersupply图2.2低温等离子体反应器图2.3泡沫金属镍Fig.2.2NonthermalplasmareactoFig.2.3Nickelfoam
【参考文献】：
期刊论文
[1]纳米α-Fe2O3可见光催化剂的制备及掺杂改性研究进展[J]. 赵志伟,谭雅焕,耿聰. 重庆大学学报. 2020(12)
[2]挥发性有机物治理技术研究进展[J]. 武宁,杨忠凯,李玉,李涛,任保增. 现代化工. 2020(02)
[3]负载γ-Fe2O3椰壳活性炭催化剂的制备与表征[J]. 刘维赛,黄帮福,刘兰鹏,赵宏伟,赵思孟,潘春雷,刘弘伟. 炭素技术. 2019(06)
[4]α-Fe2O3/CuO/rGO非均相芬顿催化剂的制备及其降解苯酚的性能[J]. 杨镇杉,李耀威,吴宏海. 华南师范大学学报(自然科学版). 2019(06)
[5]α-Fe2O3-ZnO/煤矸石复合光催化剂的制备及其降解五氯酚性能的研究[J]. 谢娟,夏润南,杜红霞,赵树春,许红,康文通. 化工新型材料. 2019(12)
[6]经由MOFs煅烧制得多孔Fe2O3表面修饰十二烷基磺酸钠:一种高活性且易回收的燃油脱氮光催化剂（英文）[J]. 梁若雯,梁志瑜,陈峰,谢丹华,吴艳玲,王绪绪,颜桂炀,吴棱. Chinese Journal of Catalysis. 2020(01)
[7]表面缺陷α-Fe2O3（001）纳米片双活性位点类芬顿催化剂用于降解污染物（英文）[J]. 邱江源,肖碧源,覃方红,张美婷,万婷,刘锦萍,陈建华,黄在银. 无机化学学报. 2019(09)
[8]浅谈二甲苯VOCs气体收集及治理[J]. 张林,朱志平. 中国设备工程. 2019(15)
[9]g-C3N4/泡沫镍整体式光催化剂的构建及光氧化去除NO[J]. 冉涛,张骞,黎邦鑫,刘旸,李筠连. 材料导报. 2019(S1)
[10]低温等离子体协同铜铈催化剂脱除甲苯[J]. 甘蓉丽,罗光前,许洋,梅瑞冬,朱海露,周梦丽. 化工进展. 2018(09)
博士论文
[1]空气中CO和O3的高通量催化脱除：基于铝（铜）纤维毡的整装结构催化剂构筑及催化性能研究[D]. 陶龙刚.华东师范大学 2019
[2]金属泡沫结构化Ni基催化剂的化学刻蚀制备、合成气甲烷化催化性能和强化热质传递构效研究[D]. 李亚坤.华东师范大学 2016
[3]等离子体协同催化脱除挥发性有机物（VOCs）的机理研究[D]. 竺新波.浙江大学 2015
[4]低温等离子体耦合催化去除挥发性有机物的研究[D]. 李一倬.上海交通大学 2015
[5]热处理铝代针铁矿的结构演化及其表面反应性[D]. 刘海波.合肥工业大学 2013
[6]泡沫金属负载纳米TiO2的制备、表征及其光催化性能的研究[D]. 胡海.上海交通大学 2007
硕士论文
[1]非对称杆式介质阻挡放电及其耦合催化条件下对甲苯的降解研究[D]. 翟旺生.大连理工大学 2019
[2]不同形貌的二氧化锰纳米材料的可控制备、优化及其低温催化氧化甲苯性能研究[D]. 刘芳彤.江西农业大学 2019
[3]α-Fe2O3负载金属氧化物催化氧化苯的性能研究[D]. 项莹.合肥工业大学 2019
[4]负载型硫酸对气态邻二甲苯的去除作用[D]. 董燕飞.河北师范大学 2019
[5]形貌控制的Fe2O3-ZrO2催化剂类Fenton降解污染物的研究[D]. 宋元.华北电力大学(北京) 2019
[6]DBD协同光催化降解有机废气实验研究[D]. 姚超坤.西安理工大学 2018
[7]石墨烯—二氧化钛复合光催化剂对两种典型VOCs的降解特性研究[D]. 林文娇.中国科学院大学(中国科学院上海硅酸盐研究所) 2018
[8]介质阻挡放电协同Ce-Zr基催化剂脱除甲苯和CO[D]. 张庆.天津科技大学 2018
[9]泡沫金属镍负载Mn基催化剂低温SCR脱硝性能研究[D]. 李国波.安徽工业大学 2018
[10]吸附-低温等离子体净化甲苯中催化剂制备与性能研究[D]. 赵军杰.西安建筑科技大学 2018
本文编号：3600608
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