脉冲放电等离子体协同复合型催化剂去除甲醛的研究

摘要

大气污染严重危害环境及人体健康，甲醛是引起污染的典型挥发性有机物代表之一，它具有毒性大、污染时间长、致癌等危害。因此采用新技术新方法高效的去除甲醛具有非常重要的实践意义和应用价值。脉冲放电等离子体协同催化剂技术是最有前景的去除甲醛方法之一，但是存在能耗高和副产物难以控制这两大问题，制备出高效催化剂是该技术的关键。
　　本论文以甲醛为处理对象，研究采用脉冲放电等离子体和催化剂协同技术。实验首先对催化剂载体和活性组分进行了筛选，然后以分子筛为载体，分别制备了Mn/TiO2-分子筛、Ag-Mn/TiO2-分子筛、Ce-Ag-Mn/TiO2-分子筛催化剂，并利用X射线衍射、扫描电子显微镜、X射线能谱、傅里叶红外光谱方法对催化剂进行表征分析。进行了脉冲放电等离子体协同不同催化剂去除甲醛研究，比较了不同催化剂协同等离子体对甲醛去除率、CO2选择性、副产物O3产生量的影响。
　　结果表明：分子筛是催化剂的最佳载体，负载 Mn活性组分效果最好。而且催化剂与脉冲放电等离子体都存在协同作用，可以有效地提高甲醛去除率，增加 CO2选择性，减少O3产生量。当脉冲电压为20kV，放电频率为40Hz，气体流量为0.5L/min时，单独负载Mn的Mn/TiO2-分子筛催化剂的甲醛去除率为94.4％，O3浓度为105.4mg/m3，CO2选择性为42.2%；Ag改性的Ag-Mn/TiO2-分子筛催化剂的催化效果明显高于Mn/TiO2-分子筛催化剂，其甲醛去除率为97.6%，O3浓度为99.4 mg/m3，CO2选择性为50.2%；Ce改性的Ce-Ag-Mn/TiO2-分子筛催化剂的催化效果明显高于 Ag-Mn/TiO2-分子筛催化剂，其甲醛去除率为99.4%，O3浓度为60.7mg/m3，CO2选择性为58.8%。脉冲放电等离子体协同 Ce-Ag-Mn/TiO2-分子筛催化剂对甲醛的去除效果最佳。研究最后还对脉冲放电等离子体协同复合型催化剂去除甲醛的机理进行了探讨。论文研究对等离子体协同催化剂去除甲醛技术中复合型催化剂的选择提供了一定的指导意义。

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第一章 绪 论

1.1 前言

1.2 甲醛的性质、来源及危害

1.3 国内外去除甲醛的方法

1.4 等离子体协同催化去除甲醛技术

1.5 催化剂的研究现状

1.6课题来源及研究内容

第二章 实验材料、测试方法及催化剂制备、表征

2.1 实验药品与设备

2.2 实验系统流程及实验装置

2.3 实验测试方法

2.4 催化剂的制备

2.5催化剂的表征

第三章 脉冲放电等离子体协同Mn，Cu，Fe /TiO2-分子筛催化剂去除甲醛的研究

3.1 前言

3.2 催化剂载体的选择

3.3 催化剂活性组分的选择

3.4 Mn/TiO2-分子筛去除甲醛的性能研究

3.5 本章小结

第四章 脉冲放电等离子体协同Ag-Mn/TiO2-分子筛催化剂去除甲醛的研究

4.1 前言

4.2 Ag-Mn/TiO2-分子筛催化剂去除甲醛的性能研究

4.3 Ag-Mn/TiO2-分子筛催化剂的表征

4.4 本章小结

第五章 脉冲放电等离子体协同Ce-Ag-Mn/TiO2-分子筛催化剂去除甲醛的研究

5.1 前言

5.2 Ce-Ag-Mn/TiO2-分子筛催化剂去除甲醛的性能研究

5.3 Ce-Ag-Mn/TiO2-分子筛催化剂的表征

5.4 本章小结

第六章 脉冲放电等离子体协同复合型催化剂去除甲醛机理探讨

6.1 前言

6.2 单独脉冲放电等离子体去除甲醛机理探讨

6.3 脉冲放电等离子体协同催化剂去除甲醛机理探讨

第七章 结论与展望

7.1 结论

7.2 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间的研究成果