等离子体作用下复合催化剂处理有机废气的研究

摘要

挥发性有机化合物(VOCs)的排放量逐年增加，对环境造成了严重污染。低温等离子体处理VOCs效率高、适用范围广。而单一低温等离子体技术有着能耗高和副产物多等缺点，而低温等离子体协同催化技术有着去除率高、CO2选择性好及产生二次污染物少等优点。本文在查阅大量文献的基础上，分析了等离子体协同催化剂处理VOCs的反应机制，并对催化剂存在的问题进行了探讨。
　　本研究主要内容包括：⑴采用单独等离子体放电降解苯的有机废气，测试苯的初始浓度、气体流速、放电功率对苯的降解率效果的影响。为后续实验提供对照。⑵采用水热法制备α-MnO2和β-MnO2催化剂，实验结果表明，β-MnO2催化剂结合等离子体催化降解苯的效果更佳，功率为36W时，尾气中臭氧含量下降72.5％；苯的降解率为64.1％。⑶以β-MnO2为基础，利用浸渍法制备了CuMnOx催化剂，应用SEM、XRD、XPS、N2吸附-脱附等方法对催化剂进行了表征；利用PDC式反应器探讨了苯降解的效果；探讨了反应条件(初始浓度、流速、功率)、催化剂种类、以及焙烧温度对苯降解的影响，并且制定出了复合催化剂的最佳制备条件。实验结果表明，铜锰摩尔比为1:4，焙烧温度500℃，焙烧4h时催化性能最好。功率为36W时，尾气中臭氧含量降低80.0％；苯的降解率可达到72.3％。⑷以β-MnO2为基础，利用浸渍法制备FeMnOx催化剂，与CuMnOx催化剂相比， FeMnOx催化剂的活性较好，铁锰摩尔比为1:3，焙烧温度600℃，焙烧4h时催化性能最好。功率为36W时尾气中臭氧含量降低82.5％；苯的降解率可达74.5％。

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第1章 绪论

1.1 VOCs净化技术

1.2 VOCs净化等离子体法

1.3 VOCs净化等离子体催化技术

1.4本文研究内容

第2章 实验装置与分析方法

2.1 实验试剂及实验装置

2.2 催化剂的制备与表征

2.3 测试方法

第3章 等离子体降解苯的研究

3.1 初始浓度对等离子体降解苯的影响

3.2 气体流速对等离子体降解苯的影响

3.3 本章小结

第4章 等离子体结合二氧化锰催化降解苯的研究

4.1 MnO2催化剂的制备与表征

4.2 两种催化剂的比较

4.3 本章小结

第5章 DBD结合CuMnOx催化剂降解苯的研究

5.1 CuMnOx催化剂的制备与表征

5.2配比对CuMnOx催化剂降解苯的影响

5.3焙烧温度对CuMnOx催化剂降解苯的影响

5.4气体流速对CuMnOx催化剂降解苯的影响

5.5 本章小结

第6章 DBD结合FeMnOx催化剂降解苯的研究

6.1 FeMnOx催化剂的制备与表征

6.2配比对FeMnOx催化剂降解苯的影响

6.3焙烧温度对FeMnOx催化剂降解苯的影响

6.4气体流速对FeMnOx催化剂降解苯的影响

6.5 本章小结

第7章 结论与展望

7.1 结论

7.2 展望

参考文献

攻读硕士期间已发表的论文

致谢