低温等离子体催化降解甲苯的原位红外研究

发布时间：2023-03-10 21:41

　　随着我国社会经济的发展，大气污染已经由传统的单一型向复合型转变。挥发性有机物(Volatile Organic Compounds, VOCs)是O3和PM2.5等二次污染的重要前躯体，在复合型大气污染中扮演着愈来愈重要的角色。传统的吸收、冷凝、吸附及燃烧等技术存在处理效率低、占地面积大、催化剂易失活、运行条件不易控制、投资大和运行成本高等不同程度的缺点，难以满足低浓度VOCs污染治理的需求。等离子体催化技术作为新的空气污染净化技术之一，具有转化效率高、适用范围广、占地面积小、反应快速、操作简单等显著优点，其相关研究受到国内外学者的广泛关注。但由于一直缺乏直接的实验证据，VOCs在等离子体中的降解途径以及催化剂在等离子体降解中的作用等机理研究还有待深入。 本研究在常温常压下，采用低温等离子体以及放电区域结合SiO2、Al2O3、Ag/Al2O3、NiO/Al2O3及MnOx/Al2O3五种催化剂对甲苯的去除的性能进行了评价，利用BET、SEM、EDS、GCMS等分析检测手段对催化剂形貌变化、活性组分元素及产物残留等进行了表征，并与活性评价结果相关联。同时，通过设计、制作特殊的等离子体原...

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
目录
第一章 绪论
    1.1 VOCS的来源及危害
    1.2 挥发性有机物的治理
        1.2.1 传统治理技术
        1.2.2 新型治理技术
    1.3 低温等离子体催化协同技术
        1.3.1 等离子体与催化剂结合方式
        1.3.2 协同催化剂种类
    1.4 低温等离子体催化的研究进展
        1.4.1 影响因素
        1.4.2 反应副产物分析
        1.4.3 对臭氧的分解
        1.4.4 催化剂与等离子体的相互作用
    1.5 研究目的、意义及主要内容
        1.5.1 研究目的与意义
        1.5.2 主要研究内容
第二章 催化剂的制备及表征
    2.1 实验原料及仪器
        2.1.1 化学试剂和气体
        2.1.2 主要实验仪器
    2.2 催化剂的制备与装填
    2.3 催化剂表征方法
        2.3.1 比表面积和孔径分析(BET)
        2.3.2 X 射线衍射分析方法(XRD)
        2.3.3 色谱-质谱仪(GC-MS)
        2.3.4 扫描电子显微镜(SEM)
        2.3.5 X 射线能谱分析（EDS）
        2.3.6 X 射线光电子能谱分析(XPS)
        2.3.7 原位红外光谱分析(FT-IR)
    2.4 计算方法
    2.5 本章小结
第三章 等离子体协同催化剂对甲苯的降解
    3.1 前言
    3.2 实验部分
        3.2.1 介质阻挡放电反应器
        3.2.2 评价装置
    3.3 结果与分析
        3.3.1 甲苯的吸附与去除
        3.3.2 COx
        3.3.3 副产物分析
        3.3.4 表征结果分析
    3.5 本章小结
第四章 等离子体催化降解甲苯的原位红外研究
    4.1 前言
    4.2 等离子体原位红外反应器的设计
        4.2.1 构思与设计要点
        4.2.2 原位红外反应器
    4.3 原位红外实验步骤
    4.4 结果与分析
        4.4.1 甲苯在催化剂表面的吸附
        4.4.2 不同催化剂对甲苯的降解过程
        4.4.3 湿度对甲苯降解的影响
        4.4.4 温度对甲苯降解的影响
        4.4.5 氮气气氛下甲苯的降解
    4.5 机理分析
        4.5.1 污染物的吸附对降解途径的影响
        4.5.2 不同活性组分的作用机制分析
    4.6 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
答辩委员会对论文的评定意见



本文编号：3758613