低温等离子体—催化降解甲苯催化行为研究

摘要

本文通过把线板式介质阻挡放电(DBD)反应器与自制的发泡镍催化剂相结合，以进行低温等离子体-催化降解实验，对反应前后的甲苯浓度、反应后生成的CO、CO2以及O3进行定量分析，并对催化剂进行表征、分析和研究。实验结果表明，Mn、Cu、Fe、Co等金属氧化物对低温等离子体降解甲苯有明显的促进作用。在本实验条件下，各催化剂降解甲苯的活性序列为：Mn＞Cu＞Fe＞Co。该序列基本和上述文献催化燃烧过程中得到的结果符合，只是MnOx催化剂性能比较突出。在本实验所用的几种催化剂中，Mn氧化物催化剂具有最高的甲苯降解活性、生成CO2选择性以及臭氧抑制作用。这说明这三个指标并不是孤立的，而是相互联系的。Mn氧化物催化剂具有最高的甲苯降解活性和生成CO2选择性，这是因为Mn氧化物在发泡镍载体上分散良好，具有较大的比表面积，而且MnOx跟低温等离子体环境中产生的臭氧具有强烈的作用，表面吸附氧通过臭氧降解过程得到大量补充。　　经过低温等离子体-催化反应后，催化剂降解甲苯效率有所提高。经过XRD分析可知，催化剂在低温等离子体环境反应中，表面的铝酸盐分解成为金属氧化物；经过SEM观测可知，反应后催化剂表面的颗粒变小，分散度提高。由FT-IR和EBS能谱分析的结果可以得出，有一定的有机物被吸附或沉积在催化剂表面上。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1引言

1.2低温等离子体技术应用于空气污染治理的情况

1.2.1低温等离子体技术简介

1.2.2等离子技术应用于气体污染物治理

1.2.3挥发性有机化合物的危害及治理

1.3低温等离子体与催化技术的结合

1.3.1低温等离子体—催化有机废气治理技术研究进展

1.3.2本课题组在该方面的研究情况

1.4本课题研究意义和主要内容

1.4.1研究意义

1.4.2主要内容

第二章催化剂对低温等离子体降解甲苯的促进作用

2.1研究背景

2.2实验方法

2.2.1实验流程

2.2.2实验仪器与试剂

2.2.3低温等离子体反应器

2.2.4催化剂的制备

2.2.5催化剂的表征

2.3结果与讨论

2.3.1不同催化剂的催化性能对比

2.3.2催化剂的表征结果

2.3.3讨论

2.4本章小结

第三章催化剂对低温等离子体降解甲苯过程产物的影响

3.1研究背景

3.2实验方法

3.2.1实验流程

3.2.2 CO和CO2浓度的测定

3.2.3 O3的测定方法

3.3实验结果

3.3.1不同催化剂降解甲苯生成的二氧化碳含量

3.3.2不同催化剂的出口臭氧浓度

3.4结果讨论

3.4.1金属氧化物催化氧化CO的活性比较

3.4.2金属氧化物催化降解O3研究情况

3.4.3本部分实验结果分析

3.5本章小结

第四章催化剂在低温等离子体环境中的变化

4.1研究背景

4.2实验方法

4.2.1低温等离子体—催化降解实验

4.2.2催化剂表征方法

4.3结果与讨论

4.3.1甲苯降解率的提高

4.3.2 X射线衍射(XRD)测试结果

4.3.3傅立叶变换红外光谱(FT-IR)测试结果

4.3.4扫描电子显微镜(SEM)测试结果

4.3.5 EDS能谱分析

4.3.6讨论

4.4本章小结

结论与建议

参考文献

在学期间发表与学位论文内容相关的学术论文

致谢