一、流光放电与催化结合分解甲苯(论文文献综述)
杨仕玲[1](2020)在《低温等离子体-纳米后催化协同降解挥发性有机化合物基础研究》文中研究指明挥发性有机化合物是大气污染物的主要来源之一,新兴的等离子体催化技术能够利用等离子体的高反应活性、催化剂的高选择性以及二者的协同效应,从而高效降解挥发性有机化合物。而等离子体后催化技术将催化剂置于等离子体区域下游,可以催化转化等离子体长寿命活性物种,并且放电区域等离子体反应和催化剂表面催化反应相对独立,反应路径容易拓展和优化,更适合商业化应用。等离子体后催化技术在常温下处理低浓度大流量的气体污染物时,面临降解效率和能量效率难以平衡以及反应选择性和稳定性有待提升等问题,限制了其大规模工业化应用。从等离子体反应角度看,等离子体放电产生的短寿命活性物种会直接与挥发性有机化合物反应,并且放电会持续消耗能量,直接决定了等离子体后催化过程的能耗。从催化反应角度看,催化剂会将长寿命活性物种转化为活性氧,从而深度氧化吸附的挥发性有机化合物和反应中间产物。上述微观过程会直接影响等离子体后催化的宏观性能,但目前缺乏系统全面的描述和调控。本论文通过实验手段开展低温等离子体-纳米后催化协同降解挥发性有机化合物基础研究。首先,研究等离子体微观放电行为与等离子体长寿命、短寿命活性物种、反应中间产物分布以及宏观性能的关联机制。其次,针对等离子体后催化反应的特点,定向设计和调控催化剂微观形貌、载体纳米结构以及催化反应条件,改善催化剂形貌结构特性以强化室温下纳米催化反应,优化高气体流速下气体在催化剂表面的流动扩散和催化反应,进而提高降解效率、能量效率、产物选择性和反应稳定性。本文的具体研究内容和主要结论如下:第一,通过对放电参数和气体参数进行调控来改变输入能量密度,研究等离子体微观放电行为与等离子体物种分布以及宏观性能的联系。研究表明,提高放电电压,输入能量密度会显着增大,导致微放电的数量和强度增大,产生更多等离子体活性物种,从而提高甲苯降解效率、二氧化碳选择性和碳平衡,但由于热量耗散加剧,能量效率会下降。而增大气体流量会使输入能量密度显着下降,削弱放电强度,导致等离子体活性物种生成的数量减少。与此同时,气体污染物分子与等离子体活性物种之间碰撞的可能性降低,导致甲苯降解效率、二氧化碳择性和碳平衡显着下降,但等离子体活性物种能被更充分地利用,使得能量效率明显提高。第二,通过调控催化剂的微观形貌在实心海胆和空心海胆之间转变,探讨气体在催化剂表面吸附和催化过程的优化策略。结果表明,对比实心海胆结构,空心海胆结构可以增大催化剂与气体的接触面积并延长气体在催化剂表面的停留时间,而开放式大孔结构可以促进高流速下气体在催化剂表面的扩散和吸附过程。同时,空心海胆结构能够提高表面氧空位数量和低温还原性,促进臭氧催化转化成活性氧。因此,空心海胆结构较实心海胆结构的催化性能有全面提升。空心海胆二氧化锰相比实心海胆二氧化锰表现出更优异的甲苯降解效率、能量效率、二氧化碳选择性和碳平衡,分别提升16%、18%、25%和16%。由此可见,空心海胆结构可以显着强化挥发性有机化合物降解。第三,通过构筑三维多级纳米结构催化剂载体,研究在高气体流速下同时实现超低压降和高催化性能。以大孔泡沫镍作模板制备三维垂直石墨烯泡沫(Vertical graphene foam,VG foam),并与还原氧化石墨烯(Reduced graphene oxide,rGO)和活性炭(Activated carbon,AC)作对比。一方面,VG foam的三维大孔结构可以明显减少气体流动阻力,在气体流速和床层重量相同的情况下,VG foam的压降比rGO和AC粉末的压降低2-3个数量级。另一方面,MnO2纳米花瓣在VG foam表面高度分散而不发生明显团聚,构成多级花瓣结构,改善了孔道致密、片层堆叠以及催化剂容易团聚的问题。相比MnO2/rGO和MnO2/AC,MnO2/VG foam具有更低的锰氧化态和更高的表面氧空位含量,可以催化转化臭氧产生更多活性氧。MnO2/VG foam的甲苯降解效率、二氧化碳选择性、碳平衡和臭氧转化效率较MnO2/rGO和MnO2/AC有巨大提升,分别达到了93%、60%、78%和100%,说明了VG foam相比rGO和AC在结构上具有显着的优越性,可以明显提高催化性能。第四,创新性地提出通过构筑纳米光热催化剂,将光热转换与等离子体后催化过程相结合,利用光热效应提高催化剂温度来提升催化剂反应活性。光热催化的核心是作为催化剂载体和吸光介质的石墨烯翅片泡沫(Graphene fin foam,GFF),经原位氧化还原沉积MnO2纳米翅片构成多级翅片结构MnO2/GFF。结果表明,得益于石墨烯翅片结构,MnO2/GFF大大拓宽了光谱响应范围,在整个太阳光谱范围内的光吸收率均超过了95%,并且MnO2与GFF之间形成的化学连接可以传导热量,使得催化剂稳态表面温度达到了72.6℃,光热转换效率达到62.2%。显着的光热效应使得甲苯降解效率、能量效率、二氧化碳选择性以及臭氧转化能力较传统等离子体后催化分别提高了63%、57%、36%和1.89倍,达到了~93%、12.7 g k W h-1、~83%和。此外,光照下,MnO2/GFF在长达72小时反应中表现出优异的催化稳定性。上述光热增强等离子体后催化性能主要得益于光热效应引起的光热催化转化臭氧反应和光热催化氧化甲苯反应以及二者之间强烈的协同效应(42%)。
阮云霞[2](2020)在《MgO阴极脉冲放电等离子体及其协同催化降解甲苯的研究》文中认为低温等离子体技术是一种高级氧化技术,具有反应条件易于控制、处理效率较高和对污染物无选择性等优点,被广泛用于环境治理领域。其中,脉冲放电因具有高击穿电压、高电子能量和多通道放电等特点,成为处理挥发性有机化合物(VOCs)的热点技术。针对该方法存在的活性物质较少,能量效率较低等问题,本论文利用MgO修饰阴极增强脉冲放电等离子体中高能电子的数量和密度,提高放电强度,为大气压脉冲放电等离子体高效生成活性物质及其应用性能提供条件。为了解决该技术污染物降解不彻底,产物矿化率较低以及放电过程产生的大量O3利用不充分等问题,进一步将脉冲放电等离子体与后置式催化剂相结合,以提高脉冲放电等离子体应用的能量效率,达到高效处理VOCs的目的。具体研究内容如下:(1)利用电泳沉积法制备了MgO/不锈钢(SS)阴极,研究了MgO/SS阴极脉冲放电的光电特性。结果表明:MgO层最优厚度为8.41μm,MgO/SS阴极放电的峰值电流最高比SS阴极高20%。两种阴极条件下的放电峰值电流均随着脉冲平顶宽度和脉冲下降时间的增加而增大,但随着脉冲上升时间的延长而逐渐减小。与SS阴极相比,MgO/SS阴极放电削弱了一次流光的强度,增强了二次流光的强度,提高了N2(C3Πu,υ′→B3Πg,υ′′)发射光谱强度和电子密度。(2)考察了不同阴极条件下反应器参数对甲苯降解效率的影响及脉冲放电参数和气相参数对甲苯降解效率和能量效率的影响,并对降解产物进行了分析。研究表明:与SS阴极相比,MgO/SS阴极放电能有效提高甲苯降解效率,促进放电过程中O3生成以及产物中CO2的选择性。当甲苯初始浓度为100 ppm,气体停留时间为0.39 s,电极间距为8 mm,反应器针数为18根时,SS阴极和MgO/SS阴极脉冲放电对甲苯的降解效果最为理想。(3)开展了MgO/SS阴极脉冲放电协同Mn-Ce/rGO催化剂对甲苯降解的研究。对比了催化剂不同组分配比和空速对甲苯降解特性的影响。与单独的等离子体相比,Mn-Ce/rGO催化剂的引入可以有效提高甲苯降解效率和CO2选择性。不同Mn/Ce质量比会影响催化剂的物理化学性质,从而导致催化性能的差异。当Mn/Ce质量比为8时催化剂活性最高,最优条件下甲苯降解效率和CO2选择性分别可提高27.5%和22.0%。催化剂能促使O3转化成更多的高活性含氧物质,进一步将甲苯和中间产物矿化成CO2和H2O。
赵永和[3](2020)在《介质阻挡放电等离子体协同锰催化剂降解VOCs的研究》文中研究说明VOCs的排放不仅能造成环境污染,而且对人体健康产生重大危害。等离子体协同催化技术比等离子体技术降解VOCs具有更高的降解效率、COx选择性以及抑制副产物产生的优势。在等离子体催化系统中,催化剂是重要的组成成分,提高催化剂活性能够有效提高等离子体催化体系的VOCs降解性能。锰氧化物催化剂因其较高的氧化还原性能、良好的低温活性和稳定性已在VOCs治理领域得到了广泛的应用。本论文采用氧化锰八面体分子筛(OMS-2)锰催化剂,通过掺杂K和Sn对其结构进行调控,以制备出高活性的催化剂,并分别对其降解甲苯和TCE的性能进行考察。最后,通过GC-MS和FTIR对降解中间产物进行检测,分析了甲苯和TCE的降解过程,同时也对等离子体协同催化反应机理进行了探究。(1)首先对等离子体降解甲苯的影响因素进行了考察,结果表明提高载气流量和甲苯初始浓度不利于甲苯的降解,但是有利于提高能量效率;甲苯降解效率和碳氧化物选择性随着湿度的增加而呈现先升高后降低的趋势,当空气相对湿度为30%时,降解效果最好。与等离子体降解甲苯相比,在等离子体中引入催化剂能显着提高甲苯的降解和矿化效率,并抑制O3的产生。掺杂K能够提高OMS-2催化剂的催化活性,当起始K/Mn摩尔比为2时,催化剂活性最高。催化剂表征结果表明,K的掺杂提高了OMS-2催化剂比表面积、孔体积、氧空位含量以及氧化还原性,有利于提高催化活性。(2)在催化剂K(2)-OMS-2(K/Mn=2)中掺杂Sn元素可以提高催化剂催化降解TCE的活性,当Sn/Mn摩尔比为0.1时,催化剂Sn(0.1)-K(2)-OMS-2活性最大,其TCE降解效率和碳氧化物选择性分别为93.4%和75.5%。FTIR产物检测结果表明TCE降解的主要含氯产物为二氯乙酰卤(DCAC),此外还检测到了CHCl3和CCl4的存在。催化剂表征结果表明,掺杂Sn能导致催化剂中Sn-Mn-O固溶体以及弱Mn-O的形成,能够促进活性氧物种的产生,有利于TCE的降解。(3)甲苯降解路径分析表明,放电产生的活性自由基的氧化是甲苯降解的重要途径,其中苯甲醛、苯甲醛和甲酸是降解过程中关键产物。通过比较等离子体系统和等离子体催化系统的甲苯的降解效率、COx选择性以及O3浓度的不同,探讨了等离子体催化降解甲苯的反应机理,发现相比于等离子体体系,等离子体催化体系中能够产生更多的活性氧物种,从而更有利于甲苯和有机中间体的降解和矿化。TCE降解产物生成机制分析表明,DCAC是关键有机中间产物,其既可以由TCE与ClO·直接反应生成,也可由TCE与O*、·OH通过加成反应生成。此外,反应机理分析表明DCAC中断裂的C-C键能够与催化剂吸附的Cl·发生反应生成CHCl3和CCl4。
姚晓妹[4](2020)在《MgO/NiO/Ni氧化物阴极放电等离子体特性及其降解甲苯的研究》文中提出近年来,随着我国工业化进程的加快,大气中挥发性有机污染物(VOCs)的排放日益增多。其中,工业源VOCs的排放涉及行业众多、排放强度大、污染十分严重。低温等离子体具有在室温条件下实现较高降解效率,对污染物无选择性的优点,被认为是一种具有发展前途的处理VOCs的技术之一,受到研究者广泛关注。围绕大气压放电等离子体处理VOCs的研究,主要是着重于大气压放电等离子体的发生方法,目的是为了产生大量的高能电子和活性物质,提高放电等离子体应用于VOCs的能量利用效率。放电等离子体发生方法很多,主要包括介质阻挡放电、电晕放电等。目前的放电等离子体发生方法,对于同时满足较高的能量效率和经济可行的激励电源条件是比较困难的。依据场致电子发射和正直流电晕放电等离子体基础与应用的研究成果,本文提出了采用氧化物阴极作为放电阴极增强放电等离子体物理与化学活性及脱除VOCs的研究。以甲苯作为目标物进行降解处理,主要围绕氧化物阴极的制备和优化、氧化物阴极放电等离子体特性、甲苯的降解性能和矿化度、放电体系中操作参数的优化和甲苯降解机理等方面开展研究。主要研究内容与相关结果如下:(1)确定了氧化物阴极的材料选择和制备方法,开展了正极性直流放电条件下氧化物阴极增强放电等离子体电流强度的研究。研究结果发现,与Ni阴极放电相比,采用电泳沉积法制备的MgO/Ni阴极、NiO/Ni阴极和三明治型MgO/NiO/Ni阴极均可以在不同气压条件下(400-700 torr)增强直流放电等离子体电流强度,并且三明治型的MgO/NiO/Ni阴极增强效果最好;对直流放电后的氧化物阴极进行表面电位测定,结果表明,氧化物阴极表面累积正电荷产生的表面电位足以引起场致二次电子发射,这是放电电流增大的主要原因;考察了氧化物阴极结构参数对放电的影响,其中双层MgO/NiO的最佳厚度是89.2μm(MgO层为80.6 μm,NiO层为8.6 μm),由相对粗糙的金属基底制备的氧化物阴极,有利于放电电流的增强。(2)开展了 MgO/NiO/Ni阴极大气压空气放电等离子体物理化学特性的研究,包括电压-电流特性、放电形态和光谱检测等。相比Ni阴极放电,相同电压下,针-板式反应器中放电电流最高可增加3.3倍,线-板式反应器中放电电流最高可增加11.8倍;除了放电电极(针和线电极)发生放电之外,MgO/NiO/Ni阴极表面也发生了放电现象,并且主要集中在与放电电极垂直对应的位置,整体放电区域增大;放电电极周围的光谱强度增强,活性物质增多,O3等放电产物显着增加。(3)开展了 MgO/NiO/Ni阴极大气压放电等离子体处理甲苯废气的研究。与Ni阴极放电相比,MgO/NiO/Ni阴极放电等离子体能够高效的降解甲苯。在几乎相同的放电功率条件下,MgO/NiO/Ni阴极放电等离子体(P=11.20 W)对甲苯降解效率、能量利用效率和矿化效率比Ni阴极放电(P=11.28 W)分别增加了 0.93、0.94和1.26倍。一方面,氧化物阴极发生的场致二次电子发射可显着增加种子电子的数目,进而增强整个放电体系中高能电子和活性物质的数量。另一方面,MgO/NiO/Ni阴极表面的放电,扩展了高能电子和活性物质在空间上的分布。这两方面均可以增加高能电子和活性物质与甲苯分子以及中间产物的碰撞概率,从而获得较高的甲苯降解效率、能量效率和矿化效率。(4)探讨了 MgO/NiO/Ni阴极放电等离子体降解甲苯的作用机理。在线-板式反应器中,MgO/NiO/Ni阴极催化O3分解并进一步降解甲苯的可能性较小。通过傅里叶红外变换光谱(FT-IR)和高效气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术对甲苯降解产物进行分析测定,结果表明氧化物阴极产生的大量高能电子碰撞是甲苯上甲基去氢过程的主要途径,而氧化物阴极放电产生的大量的·O和·OH是引起开环反应产生含氧产物的主要活性物质。中间产物会被高能电子和含氧活性基团的进一步氧化分解成小分子的有机酸,并最终氧化成CO2和H2O。
马天鹏[5](2019)在《低温等离子体高效降解VOCs技术的探索研究》文中进行了进一步梳理随着工业化生产和农业集约化进程的持续发展,以及人类对自然资源的过度开发和利用,自然环境受到了日益严重的破坏和影响,给环境保护和污染治理带来越来越多的挑战。挥发性有机化合物(Volatile organic compounds,VOCs)是继NOx、SOx、H2S之后,对自然环境和人类健康带来巨大危害的的主要污染物,因此,减少、转换、分解VOCs是目前环境保护研究中的重要领域。低温等离子体(Non-thermal plasma,NTP)是近几十年来发展起来的一项新技术,由于其设备简单,适用性广,处理时间快等优势受到广泛的重视和研究,并逐步在工业VOCs处理等方面得到了应用。然而,NTP技术在处理VOCs时仍然存在着不完全氧化、矿化度低、能量效率(Energy yield,EY)低、机理不完全清楚以及对高能电子的利用率低等不足。为了提高VOCs降解效率、EY、CO2选择性等参数,本论文针对推广低温等离子体降解VOCs到工业实际应用过程中需要面对的高能耗等问题,利用脉冲调制介质阻挡放电(Dielectric barrier discharge,DBD)和外加磁场的电晕放电两种途径,开展了以甲苯和苯为代表的VOCs降解研究,以提高降解效能和能量效率,并探究降解机理。主要研究结果如下:(1)利用严格的静电场模型,对线筒式介质阻挡放电电场强度进行了计算,并对电子平均能量进行了估算。计算发现,在相同的放电条件下,双介质产生的平均电场强度和电子平均能量比单介质要大,从而很好地解释了实验上脉冲调制DBD等离子体降解VOCs过程中在相同的放电参数下,甲苯的降解效率在双介质条件下要比单介质条件下大的现象。(2)研究了脉冲调制DBD等离子体特性对苯降解的影响。发现在脉冲调制DBD等离子体中在相同的电压下,放电平均功率和反应器温度均随着占空比的增大而增大,说明脉冲调制电源不但可以减小功率输出和焦耳热,而且还能在无放电阶段使反应器冷却从而降低反应器的温度,因此有益于反应器的安全运行和保护;苯的降解效率随着占空比的降低而减小,但是EY和CO2选择性随着占空比的降低而增大,说明利用脉冲调制等离子体对VOCs进行降解的过程中不但可以提高EY而且还能提高CO2选择性。(3)以甲苯为目标污染物,研究了影响脉冲调制DBD等离子体降解VOCs的关键因素。实验结果表明,甲苯的降解效率和CO2选择性均随着能量密度的增大而增大,随着初始浓度和流速的增大而减小。O3和NO2浓度随能量密度增加存在先增大而后迅速减小的关系,当能量密度从98 J/L增加到287 J/L过程中,O3和NO2浓度随着能量密度的增大而增大,当能量密度为287 J/L时,二者浓度达到了最大值。当能量密度高于287 J/L时,二者的浓度随着能量密度的增大而急剧减少。在不同背景气体下发现甲苯在氧气、空气、氮气三种等离子体中降解效率依次为O2>空气>N2。(4)研究了相对湿度(Relative humidity,RH)对苯降解的影响,发现当RH小于60%时苯的降解效率随着RH的增大而增大,但是当RH大于60%时苯的降解效率会随着RH的增大而减小,存在着一个最优化的湿度值(RH大约为60%);EY也在RH取最优化的值(RH大约为60%)时达到最大。在实验中还发现湿度可以极大地抑制O3和NO2的形成,二者的浓度均随着RH的增大而减小。因此,在将来的实际工业应用中可以通过控制VOCs气体湿度来优化降解效果和减少有害成份的排出。(5)利用脉冲调制DBD等离子体在大气压下对比研究了苯和甲苯以及二者的混合物。实验结果表明,脉冲调制DBD等离子体对处理VOCs有着很大的优势,通过与文献数据比较发现在脉冲放电模式下,无论是降解苯还是降解甲苯得到的EY和能量常数(κE)值要比一般DBD等离子体下得到的EY和κE值更高,表明脉冲调制DBD等离子体处理VOCs的降解效率和降解能效均得到明显的提高,体现出很好的应用优势。就同样初始浓度的苯和甲苯而言,在相同的能量密度下,甲苯的降解效率、EY和κE要比在降解苯的情况下高,这就说明甲苯更容易被降解;与相同浓度的甲苯相比,NTP在单独降解苯的过程中产生的O3浓度更高,这意味着NTP在降解VOCs过程中产生的O3量与VOCs种类有关。实验结果还表明,CO2选择性和碳平衡与能量密度的关系不但与放电模式有关,而且还与VOCs的种类以及其初始浓度有关。在对苯和甲苯的混合VOCs进行降解研究时发现,混合以后得到的降解效率、EY、O3、CO2选择性以及碳平衡均比在降解单一组分时低。(6)利用傅里叶变换红外光谱(Fourier Transform-Infrared Spectroscopy,FT-IR)和气相色谱-质谱联用(Gas Chromatograph-Mass Spectrometry,GC-MS)测量对脉冲调制DBD等离子体降解苯和甲苯的过程中的产物成分进行了分析。根据FT-IR谱图,发现在空气放电的等离子体中苯和甲苯降解过程中产生的主要副产物是:CO2、CO、O3、H2O、甲酸以及苯环的衍生物。由GC-MS分析得知苯降解后尾气的主要副产物是苯酚(Phenol)和硝基苯(Nitro-benzene)等,沉积在反应器内壁上的聚合物沉淀主要成分是2,4-二硝基酚(2,4-dinitro-phenol)和4-硝基苯酚(4-nitro-phenol)。在N2为背景气体的条件下,甲苯降解后的主要副产物由GC-MS得知主要是乙苯和苄腈衍生产物。在空气和O2等离子体中,甲苯降解后的主要副产物为:甲酸、乙酸、马来酸酐、苯甲醛和苯酚。通过分析空气、氮气、氧气为背景气体的降解产物、降解效率,表明O自由基在降解过程中起着非常重要的作用。此外,根据分析结果探讨了苯和甲苯在空气放电情况下的降解机理。(7)电晕放电由于其等离子体不均匀,电子温度低从而导致其降解VOCs的效率低。为了提高电晕等离子体处理VOCs的降解效率和能量效率等参数,利用NTP与磁场相结合对甲苯进行了降解研究。实验结果表明,外加磁场能有效改善甲苯的降解效率、EY、CO2选择性和碳平衡。在相同的放电电压和能量密度下,磁感应强度越强(或磁铁长度越长),等离子体电流、甲苯降解效率、EY、及CO2选择性和碳平衡越大。其机理是在有磁场的情况下,洛伦兹力的作用致使高能电子在放电区域做复杂的螺旋轨迹运动,增加了电子在等离子体区域运动轨迹的长度和在反应器中滞留的时间,进而增加了与背景气体碰撞的几率,使得放电区域电子密度增大,产生的活性自由基数目增多,从而提高了甲苯的降解效率、EY、CO2选择性和碳平衡等。这种方法最大的优点是方法简单、实验上容易操作且不需要注入其它任何外部能量。
翟旺生[6](2019)在《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》文中指出随着人类工业进程的快速发展,化石能源消耗导致的大气污染问题日益严重,引起了国际社会的广泛关注。挥发性有机化合物(VOCs)是大气污染的成因之一,对人类身体健康和生态环境造成了严重危害。与传统的VOCs末端处理技术不同,低温等离子体(NTP)技术是一项处理点源气流中VOCs的新兴处理技术,其中介质阻挡放电(DBD)技术由于其放电条件温和、折合场强高、处理效果好、装置简单等优点是目前应用最为广泛的VOCs处理的NTPs技术。传统的对称式DBD电极结构具有放电起始电压高,热效应大,放电中间产物容易积累等缺点。本文提出一种非对称介质阻挡放电电极结构,采用带有螺纹、翅片等曲率半径小的结构的金属杆作为高压电极,以填充导电性材料的绝缘介质作为接地电极,构成的非对称电极结构能产生稳定均匀的丝状流光放电,这种非对称电极结构在放电区域产生不均匀电场,使放电处理过程中产生的气溶胶分子受到极化作用向强电场的方向运动,使其沉积在电极的凹槽位置,由于放电区域与沉积区域分离开来,因此保证了放电间隙一致,使放电更加稳定。研究内容和结论如下:(1)将非对称电极结构与传统的光滑杆电极结构的放电特性和甲苯降解特性进行对比,结果表明,光滑杆电极的放电分布在整个光滑杆上且更为均匀,而螺纹杆和翅片杆电极放电分布在螺纹和翅片结构上并具有更大放电强度;光滑杆电极的降解效率和能量效率相对较高,但翅片杆的矿化效果较好,出口处臭氧浓度更低。对放电降解甲苯产物的检测分析表明邻硝基甲苯和3-甲基-5-硝基苯酚分别为主要的气相和固相有机副产物,中间有机副产物的存在是甲苯降解的碳平衡较低的原因之一。气溶胶沉积实验表明翅片杆电极相比于光滑杆电极放电更加稳定,气溶胶的沉积对其放电功率、甲苯降解效率以及能量效率的影响相对光滑杆更小。(2)通过对电极结构参数和气相参数的优化,结果可得,采用介质电极较多的排列方式能在介质表面积累更多的电荷,从而提高放电功率;相同电压下,铜粉作为电极材料相比于铁粉和碳粉更有利于甲苯的降解效率的提高;当翅片厚度为1.0 mm,翅片间距为2 mm,凹槽深度为1.0 mm,放电间距为3 mm,甲苯初始浓度为100 ppm,总流量0.5 L/min时,翅片型DBD放电反应器的甲苯降解效率达最高。(3)比较不同供电电源(高频未调制电源和调制电源)降解甲苯的研究,结果显示,未调制电源为连续型放电,而调制电源为非连续型放电,相同电压下调制电源放电阶段的放电强度要大于未调制电源;调制电源供电在较高电压下的甲苯降解效率与未调制电源相接近,且调制电源能明显减少放电导致的热损失以提高甲苯降解的能量效率。高频未调制电源的频率越高,起始放电电压越低,但相同能量输入密度下,电源频率越高,甲苯的降解效率越高,甲苯的能量效率越低;当采用调制电源时,占空比和调制频率的大小与能量输入密度成正比,相同电压下,占空比和调制频率越大,则甲苯降解效率越大,能量效率越小,反应器腔室内部的温度越高。(4)将翅片杆DBD反应器与Mn/Ce催化剂相结合,相比单独等离子体放电,Mn/Ce催化剂的加入提高了甲苯降解效率和矿化效果,减小了臭氧等副产物的生成;当Mn/Ce配比为3:1时甲苯去除率和CO2选择性最高,分别为80%和55%,出口臭氧浓度为0.19mg/L。随着催化剂空速的减小,甲苯去除效率增加,臭氧浓度减小。
邱成[7](2019)在《纳秒脉冲滑动放电等离子体协同催化降解VOCs的研究》文中认为低温等离子体(NTP)技术作为一种新型高级氧化技术,在环境治理领域有极大应用潜力,受到国内外学者的广泛关注。沿面介质阻挡放电由于放电稳定、结构简单且能产生较大面积等离子体,在净化气体方面表现出独特的优势。本论文通过在传统沿面介质阻挡放电(DBD)结构的高压电极侧引入第三电极构成了新型三电极结构,并通过纳秒脉冲耦合负直流电源激励产生滑动型沿面放电等离子体,通过增大放电等离子体区域面积提高了净化VOCs性能。搭建纳秒脉冲滑动沿面放电的光电特性测量诊断平台。对比了传统沿面放电与滑动型沿面放电的光电特性,并研究了不同条件下的脉冲电压幅值、直流电压幅值对滑动放电光电特性的影响,考察了不同条件下的第二电极、第三电极的电压电流特性并对其功率能量进行计算分析,通过放电图像观察分析放电的流光发展和发射光谱诊断活性物种的相对分布。研究结果表明:注入反应器能量主要来自纳秒脉冲电源。滑动型沿面放电产生的活性物种在水平方向分布更为均匀,第三电极施加负直流电压能够有效延长等离子体区域长度。相比于传统沿面放电,滑动型沿面放电有更大面积的等离子体及更均匀的活性粒子分布。开展了不同的载气组分、氧气含量及湿度等实验条件滑动放电等离子体降解甲苯的研究,通过计算降解率、能量效率及矿化率等指标,对不同条件下的降解性能进行分析。通过单因素试验选择合适变量范围,结合响应曲面BBD模型,考察了目标响应量降解率与独立变量以及独立变量之间的显着性关系,进一步优化了滑动放电等离子体降解甲苯的实验条件。实验结果证实滑动型沿面放电等离子体可以显着提升甲苯的降解性能,结合响应曲面软件分析可得脉冲电压幅值对降解率的影响最大,其次是负直流电压幅值、氧气含量以及湿度。结合傅里叶红外光谱和GC-MS分析,分析了降解甲苯副产物生成路径,推测甲苯到苯甲醛再到苯甲酸到小分子是主要的降解路径,其中苯甲醛、苯甲酸、甲醛和甲酸是降解甲苯过程中主要的副产物。与单一等离子体相比,滑动型放电等离子体协同Ag-Mn/γ-Al2O3催化剂对二甲苯有更好的降解和矿化性能。银与锰氧化物的结合提高了催化剂表面吸附氧的含量和催化剂的氧化还原性能,有利于VOCs和有机中间体的深度氧化。在4.6W的放电功率下,Ag-Mn/γ-Al2O3(1:2)催化剂达到了91.5%的降解效率和80.1%的矿化率,并且催化剂的引入有效的抑制了副产物臭氧和氮氧化物的生成。
郭连杰[8](2018)在《双源激励滑动型沿面放电及其协同催化脱除甲苯的研究》文中研究说明随着我国工业的快速发展,挥发性有机污染物(VOCs)的排放总量逐渐增多,对人体健康和生态环境造成了严重的危害。在末端处理VOCs的诸多方法中,等离子体法相比于一些传统方法具有快速高效、无选择性等优点,在国内外已受到广泛关注。其中,沿面放电是等离子体技术的一种主要形式,但是传统的沿面放电等离子体有延伸区域面积小、高能电子密度低等问题,在处理污染物时降解效率和矿化率较低。本论文中将板-板式沿面放电体系的高压电极由纳秒脉冲电源激励,以提高放电的电场强度,增加高能电子和活性粒子数量。另外,在高压电极两侧分别引入一个第三电极,采用负直流电源激励,形成一个平行于介质表面的电场,通过库仑力使流光向外延伸以增大放电面积,形成脉冲/负直流双源耦合激励的滑动型沿面放电。该滑动型沿面放电可以增加活性物质数量,进而增加活性物质与污染物分子反应数量,以提高等离子体处理污染物的降解效率和能量效率。本文主要研究了滑动型沿面放电相比于传统型沿面放电在电学特性、光学特性和对甲苯降解效果等方面的优势,探究了电气参数、结构参数及气相参数对滑动型沿面的影响,进行了滑动型沿面放电结合催化剂处理甲苯的研究。研究内容与结果如下:(1)对比了传统型沿面放电和滑动型沿面放电在放电特性、光学特性和对甲苯降解等方面的效果。结果表明:在脉冲电压为20 kV时,滑动型沿面放电的脉冲端峰值电流和放电功率比传统型沿面放电分别高6 A和0.53W,滑动型沿面放电比传统型沿面放电更强且更均匀,并且贯通整个放电区域。另外,滑动型沿面放电对甲苯具有较好的降解效果和矿化效果,在注入功率为6.5 W时,处理流量为300 mL/min的100 ppm甲苯滑动型沿面放电的降解效率、能量效率和CO2选择性比传统型沿面放电分别高11.5%、0.1g/kWh和23%。(2)优化了滑动型沿面放电反应器的电气参数、结构参数和气相参数,考察了脉冲电源极性、成形电容、负直流电压、电极间距和长度、介质材料及含甲苯空气的浓度和流量对甲苯降解效率、能量效率和矿化率的影响。结果表明:使用正极性脉冲电源比负极性脉冲电源有更好的降解效果,负直流电压5 kV、电极间距40 mm、电极长度80 mm可以使流量为300 mL/min、初始浓度为100 ppm的甲苯降解效率和能量效率达到最佳,石英是较好的形成滑动型沿面放电的介质材料;(3)采用滑动型沿面放电结合CoxCey/γ-Al2O3催化剂对含甲苯气体进行降解,考察了不同金属配比的催化剂对含甲苯气体的降解效率、能量效率和臭氧浓度,以及不同空速的催化剂对含甲苯气体的降解情况,对等离子体结合催化体系的降解产物的红外谱图进行分析。结果表明:Co7.5Ce2.5/γ-Al2O3催化剂对甲苯的降解效果最好,在20 kV时,滑动型沿面放电结合Co7.5Ce2.5/γ-Al2O3催化剂降解甲苯的降解效率和矿化效率比单独使用滑动型沿面放电反应器分别高20.2%和22.1%,当Co7.5Ce2.5/γ-Al2O3催化剂空速为17456 h-1时可以达到较好的降解效果。
朱润晔[9](2016)在《DBD协同催化-生物滴滤耦合净化氯苯废气的工艺性能及机理研究》文中研究指明氯苯类有机物(Chlorobenzenes,CBs)是工业有机废气的重要成分之一,化学性质稳定、具有三致效应。对该类低水溶、难生物降解的挥发性有机物(Volatile Organic Compounds,VOCs),高效低耗的生物净化技术难以获得理想的净化效果。开发合适的化学氧化-生物净化耦合技术已成为处理该类废气的研究热点。本文以CB为目标污染物,采用介质阻挡放电(Dielectric Barrier Discharge,DBD)协同催化作为预处理技术,耦合生物法,开展废气净化研究。制备了三种催化剂CuO/MnO2、CeO2/HZSM-5、Ag/TiO2,探索DBD单元中催化剂的添加对CB转化的影响机制;重点开展了低能量密度输入下三种催化剂对CB的转化效果,探讨了协同过程出气水溶性和可生化性;选择CuO/MnO2作为催化剂,构建DBD协同催化-生物滴滤(Biotrickling filter,BTF)耦合系统,与单一 BTF系统在去除性能及微生物群落结构等方面进行了比较。首先,采用溶胶-凝胶法等方法制备了 40%CuO/MnO2、12%CeO2/HZSM-5、1%Ag/TiO2等催化剂。通过XRD、BET、EDS等测试方法表明:CuO/MnO2和CeO2/HZSM-5为混合相,Ag/TiO2为单一相;CeO2/HZSM-5比表面积和孔容较大,掺杂的元素均进入或负载在催化剂载体上;催化剂表面存在结合水或O-H键的特征吸收峰,为催化过程中产生大量活性物质(如OH·)提供了条件。在相同能量密度下,DBD协同催化对于CB的转化效果均高于单一 DBD工艺。停留时间 5s、SIE值为 3.5 kJ·L-1 时,DBD 协同 CeO2/HZSM-5、CuO/MnO2和 Ag/TiO2的能量利用率分别为O.950、O.925和O.698 g·(kwh)-1。在测试的40h内,CeO2/HZSM-5催化活性的稳定性最好,对CB的转化效率一直维持在72%以上。DBD协同催化工艺能显着减少出气中含N产物和O3,产物的水溶性和可生化性显着提高。其次,选择40%CuO/MnO2作为DBD预处理工艺中的催化剂,分析了不同能量密度对DBD协同催化转化CB特性的影响。在相对湿度50%的反应体系中,CB的转化效率分别随着峰值电压和停留时间的增加而增加。当停留时间5s、峰值电压3kV时,能量利用率较大(0.0768 mg·kJ-1);当反应介质中O2含量为15%、峰值电压为3kV,能量利用率达到0.1424 mg·kJ-1。当能量输入密度为1.3-3.5×10J·L-1时,出气中可溶性成分占CB转化量的49%以上,吸收液的B/C达到0.385。最后,构建了 DBD协同40%CuO/MnO2-BTF耦合处理工艺。采用高效CB降解菌Ralstoniapickettii H2联合驯化的活性污泥,成功实现了 BTF启动,单一BTF和耦合的BTF分别在13d和15d内完成挂膜。稳定运行期,空床停留时间(Empty bed residence time,EBRT)90s、进气浓度较大时(>900 mg·m-3),耦合系统的处理效果要优于单一 BTF。EBRT缩短至45s时,耦合系统的处理效果均优于单一 BTF。单一 BTF 的 ECmax(the maximum of eliminate capacity)为40-41 g·m-3·h-1,耦合了 DBD的BTF尚未达到ECmax;两者对CB的矿化率分别为95%和86%。预处理、BTF下段填料和上段填料分别负责CB转化、预处理工艺产生中间产物的矿化和剩余CB去除矿化。耦合的BTF内微生物丰富度要优于单一BTF,多样性Shannon指数分别为3.13(单一 BTF下层)、3.11(单一 BTF上层)、3.89(耦合BTF下层)和3.38(耦合BTF上层)。优势微生物属于Betaproteobacteria、Alphaproteobacteria、Flavobacteriia、Gammaprotebacteria 和Sphingobacteriia纲,同时影响微生物群落出现差异的主要原因是进气成分。
赵业红[10](2016)在《直流电晕低温等离子体协同催化降解低浓度挥发性有机废气的研究》文中提出近年来,工业源排放的挥发性有机物(VOCs)所造成的大气污染问题日趋严重。低温等离子体(NTP)作为一种新型技术,由于投资费用低、操作简便、适用于多种低浓度大风量的VOCs的治理,而成为一个研究热点。本文采用直流针板电晕放电反应器,考察了NTP及NTP协同不同催化方式下的VOCs降解性能。首先,本文对NTP的放电特性对VOCs降解性能的影响进行了研究。实验结果表明,正电晕放电相较于负电晕放电,放电范围窄,但是流注发展速率快,对VOCs的降解率更高,当能量密度为324.9J/L时,甲苯降解率为58%。过程中会产生副产物,气相产物包括未降解完全的有机物小分子、03、CO、C02等,电压U=19kV时03浓度为230ppm,并且电极上会有黄褐色气溶胶沉积影响正常放电。其次,本文考察了NTP协同后置式催化处理VOCs的性能。研究结果显示,在催化剂的协同作用下,VOCs的去除率大幅度提高,同时副产物如03等均得到有效控制。如5%CoOx/Al2O3在19kV时的甲苯降解率为98%,比单独的NTP处理效率提高了近2倍,并且几乎可以完全降解前段NTP残留的03。但是后置催化剂容易被前段电晕放电产生的气溶胶等中间产物堵塞催化剂孔道、覆盖催化剂活性位而失活。再次,本文还采用了NTP协同原位催化的方式,考察了不同过渡金属氧化物负载泡沫Al2O3等载体的催化剂对VOCs的降解性能的影响。研究结果显示,这种原位协同方式不但可以高效降解VOCs,同时与后置催化方式相比可以延长催化剂的使用寿命并提高COx选择性。如催化剂采用1%MnOx-4%CoOx/Al2O3时,甲苯降解率可达98%,03控制在20ppm左右,COx选择性提高到51%。此外,本文还采用了悬挂式原位催化方式提高了能量注入率,进一步提高了COx选择性,如催化剂1%MnOx-4%CoOx/SiC在U=26kV时的COx选择性为82.3%。最后,本文还展开了NTP协同两段复合式催化工艺对VOCs降解性能的研究。研究结果表明,该工艺与一段式催化协同方式相比,不但可以增强催化剂的耐久性,降低尾气中副产物的排放,同时还能进一步提高矿化率和COx选择性。其中前段催化剂以能够加强放电的铁电介质材料如Mn、Co、Ni等的氧化物和贵金属Ag等为优选,而后段则采用对03分解效果好的Mn、Ce、Co等的氧化物为佳。此外,从降解率、矿化率、COx选择性以及能量产率等方面进行了NTP及NTP协同不同催化方式的工艺模式对VOCs的降解性能的比较,发现NTP协同悬挂式两段复合催化在26kV时的矿化率及COx选择性可以达到92%。这种模式可在低能量密度下达到高降解率、高能量产率和低副产物排放,如能量密度为50J/L时的甲苯降解率为80%,对应的能量产率为18.04 g/kWh,且无03排放。
二、流光放电与催化结合分解甲苯(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、流光放电与催化结合分解甲苯(论文提纲范文)
(1)低温等离子体-纳米后催化协同降解挥发性有机化合物基础研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 挥发性有机化合物 |
1.2.1 定义及危害 |
1.2.2 治理技术 |
1.3 低温等离子体技术 |
1.3.1 低温等离子体概述 |
1.3.2 低温等离子体反应机理 |
1.3.3 低温等离子体发生方式 |
1.3.4 低温等离子体技术的研究现状及不足之处 |
1.4 等离子体催化技术 |
1.4.1 等离子体催化概述 |
1.4.2 等离子体催化中的等离子体反应和催化反应 |
1.4.3 等离子体内催化与后催化的比较 |
1.5 低温等离子体纳米后催化技术 |
1.5.1 等离子体后催化协同机理 |
1.5.2 催化剂及载体 |
1.5.3 催化剂性能影响因素 |
1.5.4 等离子体后催化的瓶颈和纳米催化剂的应用 |
1.6 课题来源及研究内容 |
1.6.1 课题来源 |
1.6.2 研究内容 |
2 实验方法 |
2.1 引言 |
2.2 化学试剂与实验设备 |
2.2.1 化学试剂和气体 |
2.2.2 仪器设备 |
2.3 催化剂表征 |
2.4 低温等离子体纳米后催化反应系统 |
2.5 分析检测方法 |
2.5.1 放电信号检测 |
2.5.2 气体分析 |
2.5.3 等离子体诊断 |
2.5.4 压降测量 |
2.5.5 性能评价方法 |
2.6 本章小结 |
3 低温等离子体放电行为研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验方法 |
3.2.1 介质阻挡放电 |
3.2.2 等离子体发射光谱 |
3.3 放电电压的影响 |
3.3.1 放电特性 |
3.3.2 等离子体物种分布 |
3.3.3 介质阻挡放电降解甲苯 |
3.4 气体流量的影响 |
3.4.1 放电特性 |
3.4.2 等离子体物种分布 |
3.4.3 介质阻挡放电降解甲苯 |
3.5 本章小结 |
4 催化剂微观形貌调控研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验方法 |
4.2.1 催化剂设计及制备 |
4.2.2 性能测试 |
4.3 催化剂表征 |
4.3.1 SEM和 TEM分析 |
4.3.2 XRD和 Raman分析 |
4.3.3 XPS分析 |
4.3.4 H_2-TPR分析 |
4.4 催化剂微观形貌对吸附过程的影响 |
4.4.1 氮气吸附-脱附分析 |
4.4.2 吸附穿透曲线 |
4.5 催化剂微观形貌对催化性能的影响 |
4.5.1 甲苯降解效率和能量效率 |
4.5.2 反应选择性 |
4.5.3 臭氧转化效率 |
4.5.4 稳定性 |
4.5.5 工作对比 |
4.6 反应机理 |
4.6.1 等离子体活性物种分析 |
4.6.2 气相产物分析 |
4.6.3 反应路径 |
4.7 本章小结 |
5 载体纳米结构调控研究 |
5.1 引言 |
5.2 实验方法 |
5.2.1 催化剂设计 |
5.2.2 催化剂制备 |
5.2.3 压降测试 |
5.2.4 性能测试 |
5.3 催化剂表征 |
5.3.1 SEM和 TEM分析 |
5.3.2 XRD和 FTIR分析 |
5.3.3 Raman分析 |
5.3.4 XPS分析 |
5.4 催化剂载体纳米结构对压降的影响 |
5.5 催化剂载体纳米结构对催化性能的影响 |
5.5.1 甲苯降解效率 |
5.5.2 反应选择性 |
5.5.3 臭氧转化效率 |
5.5.4 稳定性 |
5.5.5 工作对比 |
5.6 反应机理 |
5.7 本章小结 |
6 光热增强等离子体后催化降解甲苯 |
6.1 引言 |
6.2 实验方法 |
6.2.1 催化剂设计 |
6.2.2 催化剂制备 |
6.2.3 性能测试 |
6.3 催化剂表征 |
6.3.1 SEM、TEM和 EDS分析 |
6.3.2 XRD分析 |
6.3.3 Raman分析 |
6.3.4 XPS分析 |
6.3.5 UV-Vis-IR分析 |
6.4 催化剂光热转换 |
6.4.1 光热温升 |
6.4.2 光热转换效率 |
6.5 光热增强等离子体后催化降解甲苯 |
6.5.1 MnO_2/GFF降解甲苯 |
6.5.2 MnO_2降解甲苯 |
6.5.3 GFF降解甲苯 |
6.6 光热增强等离子体后催化协同效应 |
6.6.1 光热催化转化臭氧 |
6.6.2 光热催化氧化甲苯 |
6.6.3 光热催化稳定性 |
6.7 反应机理 |
6.7.1 气相产物分析 |
6.7.2 催化剂表面产物分析 |
6.7.3 反应路径 |
6.8 本章小结 |
7 总结与展望 |
7.1 全文总结 |
7.2 研究创新点 |
7.3 研究展望 |
参考文献 |
作者简历 |
(2)MgO阴极脉冲放电等离子体及其协同催化降解甲苯的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
引言 |
1 绪论 |
1.1 VOCs概述 |
1.1.1 VOCs定义 |
1.1.2 VOCs来源和危害 |
1.1.3 VOCs控制技术 |
1.2 低温等离子体技术 |
1.2.1 低温等离子体概述 |
1.2.2 低温等离子体处理VOCs的原理 |
1.2.3 低温等离子体处理VOCs的研究现状 |
1.3 低温等离子体协同催化处理VOCs技术 |
1.3.1 低温等离子体协同催化的作用机理 |
1.3.2 低温等离子体协同催化处理VOCs的研究现状 |
1.4 本文的研究思路及内容 |
2 实验系统及分析方法 |
2.1 实验系统 |
2.1.1 放电反应器 |
2.1.2 光电检测系统 |
2.1.3 配气系统 |
2.1.4 气体分析系统 |
2.2 实验分析方法 |
2.2.1 脉冲功率的计算 |
2.2.2 转移电荷的计算 |
2.2.3 甲苯降解效率的计算 |
2.2.4 甲苯能量效率的计算 |
2.2.5 CO_2选择性的计算 |
2.3 MgO/SS阴极的制备与表征 |
2.3.1 MgO/SS阴极的制备 |
2.3.2 MgO/SS阴极的表征 |
2.4 催化剂的制备与表征 |
2.4.1 催化剂的制备方法 |
2.4.2 催化剂的表征方法 |
3 MgO/SS阴极脉冲放电的光电特性研究 |
3.1 MgO/SS阴极脉冲放电的电学特性研究 |
3.1.1 MgO层厚度对放电的U-I特性分析 |
3.1.2 脉冲参数对放电的U-I特性分析 |
3.2 MgO/SS阴极脉冲放电的光学特性研究 |
3.2.1 流光发展的时空分布 |
3.2.2 光学发射光谱 |
3.3 本章小结 |
4 MgO/SS阴极脉冲放电降解甲苯的研究 |
4.1 电极参数对甲苯降解的影响 |
4.1.1 电极间距的影响 |
4.1.2 反应器针数的影响 |
4.2 脉冲放电参数对甲苯降解的影响 |
4.2.1 脉冲幅值的影响 |
4.2.2 脉冲频率的影响 |
4.3 气相参数对甲苯降解的影响 |
4.3.1 气体停留时间的影响 |
4.3.2 甲苯初始浓度的影响 |
4.4 甲苯的降解产物分析 |
4.4.1 O_3和CO_2选择性分析 |
4.4.2 FT-IR分析 |
4.4.3 GC-MS分析 |
4.5 MgO/SS阴极脉冲放电降解甲苯的机理探讨 |
4.6 本章小结 |
5 MgO/SS阴极脉冲放电协同催化剂降解甲苯的研究 |
5.1 催化剂的表征 |
5.1.1 XRD表征 |
5.1.2 Raman表征 |
5.1.3 SEM表征 |
5.1.4 氮气吸附表征 |
5.1.5 XPS表征 |
5.1.6 H_2-TPR表征 |
5.2 MgO/SS阴极脉冲放电协同Mn-Ce/rGO催化降解甲苯 |
5.2.1 催化剂组分配比的影响 |
5.2.2 催化剂空速的影响 |
5.3 MgO/SS阴极脉冲放电协同催化剂降解甲苯的产物分析 |
5.4 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
致谢 |
(3)介质阻挡放电等离子体协同锰催化剂降解VOCs的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 挥发性有机污染物(VOCs)概述 |
1.1.1 VOCs的定义和种类 |
1.1.2 VOCs的来源和危害 |
1.1.3 VOCs的控制技术 |
1.2 低温等离子体降解VOCs技术 |
1.2.1 低温等离子体概述 |
1.2.2 低温等离子体降解VOCs反应原理 |
1.2.3 等离子体降解VOCs的放电方式和反应器 |
1.3 低温等离子体催化降解VOCs的研究 |
1.3.1 低温等离子体降解VOCs存在的问题 |
1.3.2 催化剂与等离子体结合方式及作用机制 |
1.3.3 低温等离子体催化降解VOCs研究进展 |
1.4 论文研究内容 |
2 实验系统和方法 |
2.1 实验试剂和仪器 |
2.2 实验系统 |
2.2.1 实验装置流程 |
2.2.2 等离子体反应器 |
2.2.3 配气系统 |
2.2.4 放电电源 |
2.3 实验测量系统 |
2.4 实验参数计算方法 |
2.4.1 电源输出功率和能量密度的计算 |
2.4.2 VOCs降解效率的计算 |
2.4.3 CO_x选择性的计算 |
2.4.4 反应能量效率的计算 |
2.5 产物GC-MS和 FTIR分析方法 |
2.6 催化剂制备 |
2.7 催化剂表征 |
3 等离子体协同OMS-2催化剂降解甲苯的研究 |
3.1 引言 |
3.2 甲苯降解的影响因素考察 |
3.2.1 载气流量的影响 |
3.2.2 甲苯初始浓度的影响 |
3.2.3 载气湿度的影响 |
3.3 煅烧温度对OMS-2催化剂活性和晶相组成的影响 |
3.4 K掺杂浓度对催化剂物理化学特性影响分析 |
3.4.1 XRD表征结果分析 |
3.4.2 催化剂的元素组成和结构参数分析 |
3.4.3 Raman表征结果分析 |
3.4.4 XPS表征结果分析 |
3.4.5 TEM表征结果分析 |
3.4.6 H_2-TPR表征结果分析 |
3.5 K掺杂浓度对OMS-2催化剂降解甲苯活性影响 |
3.5.1 甲苯的降解效率和CO_x选择性考察 |
3.5.2 能量效率和O_3浓度的考察 |
3.5.3 甲苯降解气相产物FTIR分析 |
3.5.4 等离子体催化降解甲苯稳定性测试 |
3.6 本章小结 |
4 等离子体协同K(2)-OMS-2 催化降解TCE的研究 |
4.1 引言 |
4.2 催化剂的表征分析 |
4.2.1 XRD表征结果分析 |
4.2.2 Raman表征结果分析 |
4.2.3 XPS表征结果分析 |
4.3 等离子体协同Sn掺杂K(2)-OMS-2 脱除TCE的研究 |
4.3.1 Sn掺杂量对TCE脱除效率和能量效率的影响 |
4.3.2 Sn掺杂量对碳氧化物选择性及O_3生成的影响 |
4.3.3 TCE降解产物的FTIR分析 |
4.4 本章小结 |
5 等离子体催化降解VOCs的反应机理研究 |
5.1 引言 |
5.2 等离子体降解甲苯的产物确定及降解路径分析 |
5.3 等离子体协同K(2)-OMS-2催化降解甲苯的反应机理探究 |
5.4 TCE降解产物的生成机制探究 |
5.5 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
致谢 |
(4)MgO/NiO/Ni氧化物阴极放电等离子体特性及其降解甲苯的研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
主要符号及缩写表 |
1 绪论 |
1.1 挥发性有机污染物(VOCs) |
1.1.1 VOCs的定义 |
1.1.2 VOCs的来源和危害 |
1.2 VOCs控制技术 |
1.3 低温等离子体降解VOCs的研究 |
1.3.1 介质阻挡放电等离子体 |
1.3.2 电晕放电等离子体 |
1.4 氧化物阴极放电等离子体 |
1.5 本文的研究目的和研究内容 |
1.5.1 研究目的 |
1.5.2 研究内容 |
2 氧化物阴极的制备和优化 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 实验系统 |
2.2.2 氧化物阴极的制备和表征方法 |
2.3 氧化物阴极的表征 |
2.4 MgO/Ni阴极放电特性 |
2.5 MgO/NiO/Ni阴极放电特性 |
2.6 NiO/Ni阴极放电特性 |
2.7 氧化物阴极增强放电等离子体电流强度的机制 |
2.8 氧化物阴极结构的影响 |
2.8.1 氧化层厚度的影响 |
2.8.2 金属基底粗糙度的影响 |
2.9 本章小结 |
3 MgO/NiO/Ni阴极大气压放电等离子体特性 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 实验系统 |
3.2.2 实验分析方法 |
3.3 针-板反应器中放电特性 |
3.3.1 伏安特性曲线 |
3.3.2 放电形态特征 |
3.3.3 发射光谱 |
3.3.4 放电产物O_3含量 |
3.3.5 针电极数目的影响 |
3.4 线-板反应器中放电特性 |
3.4.1 伏安特性曲线 |
3.4.2 放电形态特征 |
3.4.3 发射光谱 |
3.4.4 放电产物O_3含量 |
3.5 线-板反应器结构参数的影响 |
3.5.1 线-线间距的影响 |
3.5.2 线-板间距的影响 |
3.6 本章小结 |
4 MgO/NiO/Ni阴极放电等离子体降解甲苯的研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 目标物简介 |
4.2.2 实验系统 |
4.2.3 实验分析方法 |
4.2.4 甲苯降解的响应曲面设计 |
4.3 MgO/NiO/Ni阴极放电等离子体去除含甲苯气体 |
4.3.1 甲苯的降解效率和能量效率 |
4.3.2 甲苯的矿化效果 |
4.3.3 放电产物O_3含量 |
4.4 不同操作参数对甲苯降解的影响 |
4.4.1 甲苯初始浓度的影响 |
4.4.2 气体流量的影响 |
4.4.3 放电间距的影响 |
4.5 甲苯降解参数条件的优化研究 |
4.5.1 响应曲面模型建立 |
4.5.2 模型方差分析及显着性检验 |
4.5.3 响应曲面分析 |
4.6 本章小结 |
5 MgO/NiO/Ni阴极放电等离子体降解甲苯的机理探讨 |
5.1 引言 |
5.2 实验部分 |
5.2.1 实验装置 |
5.2.2 实验分析方法 |
5.3 MgO/NiO/Ni阴极催化O_3分解的研究 |
5.4 载气气体成分的影响 |
5.4.1 载气氧含量的影响 |
5.4.2 载气湿度的影响 |
5.5 产物分析 |
5.5.1 放电处理后尾气的FT-IR分析 |
5.5.2 沉积的有机副产物GC-MS分析 |
5.5.3 甲苯的降解机理 |
5.6 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 创新点 |
6.3 展望 |
参考文献 |
作者简介 |
攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
致谢 |
(5)低温等离子体高效降解VOCs技术的探索研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
缩略词 |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 挥发性有机化合物概述 |
1.2.1 挥发性有机化合物的概念 |
1.2.2 挥发性有机化合物的来源和危害 |
1.2.3 挥发性有机化合物的传统处理方法 |
1.3 低温等离子体技术降解VOCs的研究 |
1.3.1 低温等离子体简介 |
1.3.2 低温等离子体降解VOCs的化学机制 |
1.3.3 低温等离子体生成方式及降解VOCs的研究现状 |
1.4 低温等离子体协同催化降解VOCs的研究 |
1.5 目前存在的主要问题 |
1.6 论文主要研究内容 |
参考文献 |
第二章 实验仪器和分析方法 |
2.1 引言 |
2.2 化学药品材料、载气以及实验仪器设备 |
2.3 实验装置 |
2.4 分析方法 |
2.4.1 VOCs浓度的测定 |
2.4.2 CO_x浓度的测定 |
2.4.3 尾气成分的鉴定与测量 |
2.4.4 电气参数的测量 |
2.4.5 评价VOCs降解效果的参数测定 |
参考文献 |
第三章 电子平均能量的估算和DBD反应器参数的优化 |
3.1 引言 |
3.2 DBD反应器电场的计算 |
3.3 电子平均能量的估算 |
3.4 单双介质DBD反应器对VOCs降解效率和电子平均能量的影响 |
3.5 反应器参数对电子平均能量和VOCs降解效率的影响 |
3.6 本章小结 |
参考文献 |
第四章 脉冲调制等离子体降解VOCs特性的研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验安排 |
4.3 脉冲调制等离子体放电的基本特征 |
4.4 占空比对苯降解的影响 |
4.5 占空比对碳平衡、臭氧及NO_X产量的影响 |
4.6 脉冲频率对苯降解的影响 |
4.7 本章小结 |
参考文献 |
第五章 脉冲调制DBD等离子体降解VOCs的影响因素 |
5.1 引言 |
5.2 实验安排 |
5.3 能量密度对VOCs降解的影响 |
5.4 初始浓度对VOCs降解的影响 |
5.5 流速对VOCs降解的影响 |
5.6 背景气体对VOCs降解的影响 |
5.7 湿度对VOCs降解的影响 |
5.8 本章小结 |
参考文献 |
第六章 脉冲调制等离子体降解苯和甲苯及二者混合的对比研究 |
6.1 引言 |
6.2 实验安排 |
6.3 单独降解苯和甲苯的比较研究 |
6.3.1 降解效率 |
6.3.2 能量效率和能量常数 |
6.3.3 臭氧产量 |
6.3.4 CO_2 选择性和碳平衡 |
6.4 混合降解苯和甲苯的研究 |
6.5 本章小结 |
参考文献 |
第七章 脉冲调制DBD等离子体降解VOCs的产物分析及机理探讨 |
7.1 引言 |
7.2 苯的降解产物分析及降解机理探讨 |
7.2.1 苯的降解产物分析 |
7.2.2 苯的降解机理探讨 |
7.3 甲苯的降解产物分析及降解机理探讨 |
7.3.1 甲苯的降解产物分析 |
7.3.2 甲苯的降解机理探讨 |
7.4 本章小结 |
参考文献 |
第八章 磁场对等离子体性能和VOCs降解的影响研究 |
8.1 引言 |
8.2 实验安排 |
8.3 磁场对等离子体放电的影响 |
8.3.1 磁感应强度大小对放电的影响 |
8.3.2 磁铁长度对放电的影响 |
8.4 磁场对VOCs降解效率的影响 |
8.5 磁场对EY的影响 |
8.6 磁场对CO_2 选择性和碳平衡的影响 |
8.7 本章小结 |
参考文献 |
第九章 结论 |
9.1 研究结论 |
9.2 主要创新点 |
9.3 后续研究中应关注的问题 |
攻读博士学位期间的研究成果 |
致谢 |
(6)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(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
引言 |
1 绪论 |
1.1 挥发性有机污染物(VOCs)的概述 |
1.1.1 VOCs的定义 |
1.1.2 VOCs的种类和来源 |
1.1.3 VOCs的危害及法规 |
1.1.4 VOCs的控制技术 |
1.2 低温等离子体处理VOCs技术 |
1.2.1 低温等离子体概述 |
1.2.2 低温等离子体降解VOCs原理 |
1.2.3 低温等离子体降解VOCs发展现状 |
1.3 低温等离子体结合催化处理VOCs技术 |
1.3.1 低温等离子体结合催化处理VOCs概述 |
1.3.2 低温等离子体结合催化处理VOCs的作用机理 |
1.3.3 低温等离子体结合催化处理VOCs的发展现状 |
1.4 本文研究思路及内容 |
2 实验系统及测量方法 |
2.1 实验系统 |
2.1.1 实验装置系统 |
2.1.2 DBD反应装置 |
2.1.3 配气系统 |
2.1.4 供电电源系统 |
2.1.5 测量装置系统 |
2.2 实验器材 |
2.2.1 主要实验仪器 |
2.2.2 化学试剂和气体 |
2.3 催化剂的制备与表征方法 |
2.3.1 催化剂的制备方法 |
2.3.2 催化剂的表征方法 |
2.4 实验参数的测定方法 |
2.4.1 功率的测定 |
2.4.2 甲苯降解效率的测定 |
2.4.3 能量输入密度的测定 |
2.4.4 甲苯能量效率的测定 |
2.4.5 二氧化碳选择性的测定 |
2.4.6 臭氧浓度的测定 |
3 非对称电极结构DBD反应器的光电特性及甲苯降解特性 |
3.1 非对称与对称DBD电极结构的电学特性对比 |
3.2 非对称与对称DBD电极结构的光学特性对比 |
3.2.1 放电图像的对比 |
3.2.2 发射光谱的对比 |
3.3 非对称与对称DBD电极结构的甲苯降解性能对比 |
3.3.1 甲苯降解效果与能量效率对比 |
3.3.2 甲苯降解矿化率和臭氧浓度对比 |
3.3.3 甲苯的气相降解副产物对比 |
3.4 甲苯降解有机副产物及可能的降解机理 |
3.5 非对称与对称电极结构气溶胶沉积对比 |
3.5.1 气溶胶沉积前后图像对比 |
3.5.2 气溶胶沉积对甲苯降解特性的影响 |
3.6 本章小结 |
4 非对称翅片型电极介质阻挡放电的参数优化 |
4.1 电极结构参数优化 |
4.1.1 电极排列的影响 |
4.1.2 电极材料的影响 |
4.1.3 翅片厚度的影响 |
4.1.4 翅片间距的影响 |
4.1.5 凹槽深度的影响 |
4.1.6 翅片直径的影响 |
4.2 甲苯初始浓度和气体流量优化 |
4.2.1 甲苯初始浓度 |
4.2.2 气体总流量 |
4.3 本章小结 |
5 调制电源与未调制电源降解甲苯的研究 |
5.1 调制电源与未调制电源对比 |
5.1.1 放电特性 |
5.1.2 甲苯降解特性 |
5.1.3 温度和臭氧浓度 |
5.2 未调制电源优化 |
5.3 调制电源优化 |
5.3.1 占空比 |
5.3.2 调制频率 |
5.4 本章小结 |
6 介质阻挡放电结合催化降解甲苯的研究 |
6.1 催化剂的表征 |
6.1.1 XRD表征 |
6.1.2 XPS表征 |
6.1.3 氮气吸附表征 |
6.1.4 H2-TPR表征 |
6.2 介质阻挡放电结合Mn/Ce催化剂降解含甲苯气体 |
6.2.1 催化剂组分配比的影响 |
6.2.2 催化剂空速的影响 |
6.3 结合Mn/Ce催化剂降解含甲苯气体产物的红外分析 |
6.4 本章小结 |
7 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
致谢 |
(7)纳秒脉冲滑动放电等离子体协同催化降解VOCs的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 VOCs的概述 |
1.1.1 VOCs的定义与来源 |
1.1.2 VOCs的危害 |
1.1.3 VOCs控制技术 |
1.2 低温等离子体净化VOCs技术 |
1.2.1 低温等离子体净化VOCs的机理 |
1.2.2 低温等离子体净化VOCs反应器类型 |
1.2.3 滑动型沿面DBD |
1.3 低温等离子体协同催化净化VOCs技术 |
1.3.1 低温等离子体协同催化净化气体的原理 |
1.3.2 低温等离子体协同催化净化气体研究现状 |
1.4 本论文的研究内容 |
2 实验装置与方法 |
2.1 实验装置 |
2.1.1 电气测量装置 |
2.1.2 光学测量装置 |
2.1.3 气路装置 |
2.2 实验参数的计算 |
2.2.1 电源输出功率的计算 |
2.2.2 VOCs降解效率的计算 |
2.2.3 VOCs能量效率的计算 |
2.2.4 碳氧化物选择性的计算 |
2.2.5 臭氧浓度的测定 |
2.3 催化剂的制备与表征 |
2.3.1 催化剂的制备 |
2.3.2 催化剂的表征手段 |
3 滑动型沿面放电的光电特性研究 |
3.1 滑动型沿面放电与传统沿面放电特性研究 |
3.2 脉冲电压幅值和直流电压幅值对滑动型沿面放电特性影响 |
3.2.1 脉冲电压幅值对滑动型沿面放电光电特性的影响 |
3.2.2 直流电压幅值对纳秒脉冲沿面滑动放电特性的影响 |
3.3 滑动型沿面放电的光学特性研究 |
3.4 滑动型沿面放电活性粒子的诊断 |
3.5 本章小结 |
4 滑动型沿面放电降解甲苯的研究 |
4.1 滑动型沿面放电降解VOCs |
4.2 载气组分含量和载气湿度的影响 |
4.2.1 载气氧含量的影响 |
4.2.2 载气湿度的影响 |
4.3 响应曲面优化设计 |
4.3.1 模型建立与回归分析 |
4.3.2 多响应曲面分析 |
4.3.3 模型优化的结果与验证 |
4.4 滑动型沿面放电等离子体降解副产物的GC-MS分析 |
4.5 本章小结 |
5 低温等离子体协同Ag-Mn催化剂降解二甲苯气体 |
5.1 催化剂表征 |
5.1.1 SEM表征 |
5.1.2 XRD表征分析 |
5.1.3 XPS表征分析 |
5.1.4 TPR表征分析 |
5.1.5 BET表征分析 |
5.2 低温等离子体协同Ag-Mn/γ-Al_2O_3 催化降解二甲苯 |
5.2.1 Ag-Mn/γ-Al_2O_3 催化剂组分分配比的影响 |
5.2.2 载气湿度的影响 |
5.2.3 载气氧含量的影响 |
5.3 低温等离子体协同Ag-Mn/γ-Al_2O_3 催化降解二甲苯的产物分析 |
5.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
致谢 |
(8)双源激励滑动型沿面放电及其协同催化脱除甲苯的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
引言 |
1 绪论 |
1.1 挥发性有机物(VOCs)的概述 |
1.1.1 定义和来源 |
1.1.2 危害和相关控制标准 |
1.1.3 控制技术 |
1.2 低温等离子体技术(NTP) |
1.2.1 低温等离子体概述 |
1.2.2 低温等离子体处理VOCs的反应机理 |
1.2.3 低温等离子体处理VOCs的研究进展 |
1.3 等离子体结合催化剂处理VOCs的研究 |
1.3.1 等离子体结合催化剂处理VOCs的作用机理 |
1.3.2 等离子体结合催化剂处理VOCs的研究进展 |
1.4 本论文的研究思路及内容 |
2 实验系统与测量方法 |
2.1 实验系统 |
2.1.1 实验流程 |
2.1.2 等离子体反应器 |
2.1.3 配气系统 |
2.1.4 供电电源 |
2.1.5 实验测量系统 |
2.2 催化剂的制备与表征方法 |
2.2.1 催化剂的制备 |
2.2.2 催化剂的表征方法 |
2.3 实验参数的测定方法 |
2.3.1 脉冲功率的测定 |
2.3.2 甲苯的降解效率的测定 |
2.3.3 甲苯的能量效率的计算 |
2.3.4 二氧化碳选择性的测定 |
2.3.5 臭氧浓度的测定 |
3 滑动型沿面放电的光电特性与降解甲苯性能研究 |
3.1 滑动型沿面放电与传统型沿面放电电学特性的对比 |
3.2 滑动型沿面放电与传统型沿面放电光学特性的对比 |
3.2.1 放电图像的对比 |
3.2.2 发射光谱的对比 |
3.3 滑动型沿面放电与传统型沿面放电降解甲苯性能的对比 |
3.3.1 甲苯的降解效果及能量效率的对比 |
3.3.2 甲苯的气相降解产物及矿化效率的对比 |
3.3.3 放电副产物O_3和NO_2的对比 |
3.4 本章小结 |
4 滑动型沿面放电实验体系的参数研究 |
4.1 电气参数的优化 |
4.1.1 脉冲电源极性的影响 |
4.1.2 脉冲电源成形电容的影响 |
4.1.3 纳秒脉冲电压和负直流电压的影响 |
4.2 结构参数的优化 |
4.2.1 电极间距的影响 |
4.2.2 电极长度的影响 |
4.2.3 介质材料的影响 |
4.3 甲苯初始浓度和流量的影响 |
4.3.1 甲苯初始浓度的影响 |
4.3.2 甲苯流量的影响 |
4.4 多电极并联对甲苯降解效果的影响 |
4.5 本章小结 |
5 等离子体结合Co-Ce/γ-Al_2O_3催化剂降解甲苯的研究 |
5.1 催化剂的表征 |
5.1.1 氮气吸附表征 |
5.1.2 XRD的表征 |
5.1.3 XPS的表征 |
5.1.4 H_2-TPR的表征 |
5.2 滑动型沿面放电结合Co-Ce/γ-Al_2O_3催化剂降解含甲苯气体 |
5.2.1 Co_xCe_y/γ-Al_2O_3催化剂组分分配比的影响 |
5.2.2 催化剂空速的影响 |
5.3 滑动型沿面放电结合Co-Ce/γ-Al_2O_3催化降解含甲苯产物的红外分析 |
5.4 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
致谢 |
(9)DBD协同催化-生物滴滤耦合净化氯苯废气的工艺性能及机理研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
ABSTRACT |
符号和缩写说明 |
第一章 绪论及文献综述 |
1.1 绪论 |
1.1.1 课题背景 |
1.1.2 课题来源 |
1.1.3 研究目的、研究内容和技术路线 |
1.2 文献综述 |
1.2.1 低温等离子体技术 |
1.2.2 低温等离子体联合技术 |
1.2.3 低温等离子体协同催化技术研究进展 |
1.2.4 废气生物净化技术 |
1.2.5 高级氧化-生物滤塔联合净化技术 |
1.2.6 目标污染物及其处理技术简介 |
参考文献 |
第二章 铜-锰、铈-分子筛和银-二氧化钛三种催化剂的制备、结构表征及其等离子体协同催化性能研究 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 实验试剂 |
2.2.2 实验仪器 |
2.2.3 催化剂制备 |
2.2.4 催化剂表征 |
2.2.5 NTP协同催化性能研究 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 催化剂结构表征 |
2.3.2 催化剂性能表征 |
2.3.3 协同催化转化CB产物研究 |
2.3.4 协同催化转化CB产物特性分析 |
2.3.5 催化剂稳定性分析 |
2.3.6 低能量输入下DBD协同催化效果 |
2.4 本章小结 |
参考文献 |
第三章 不同能量输入下DBD协同CUO/MNO_2工艺性能及其作为生物净化预处理工艺的可行性分析 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 实验试剂 |
3.2.2 实验仪器 |
3.2.3 实验装置 |
3.2.4 工艺参数对CB转化效果的影响 |
3.2.5 CB转化动力学研究 |
3.2.6 分析方法 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 工艺参数对CB转化效果的影响 |
3.3.2 不同反应条件下转化产物的特性分析 |
3.3.3 不同反应条件下产物组成分析 |
3.3.4 协同转化过程的动力学分析 |
3.4 小结 |
参考文献 |
第四章 DBD协同CUO/MNO_2 耦合生物滴滤塔降解CB废气工艺性能及微生物群落分析 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 实验装置 |
4.2.2 填料选择及营养液配制 |
4.2.3 接种方式 |
4.2.4 运行工艺 |
4.2.5 分析方法 |
4.3 结果和讨论 |
4.3.1 挂膜启动期运行性能比较 |
4.3.2 稳定运行期性能比较 |
4.3.3 DBD协同Cu O/Mn O_2对BTF去除性能的影响 |
4.3.4 耦合系统各功能单元对于CB去除的贡献分析 |
4.3.5 BTF单元内微生物群落结构分析 |
4.4 本章小结 |
参考文献 |
第五章 结论和建议 |
5.1 结论 |
5.2 建议 |
作者简介 |
1 作者简历 |
2 攻读博士学位期间发表的学术论文 |
3 参与的科研项目及获奖情况 |
4 攻读博士学位期间已获得的发明专利 |
学位论文数据集 |
(10)直流电晕低温等离子体协同催化降解低浓度挥发性有机废气的研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.1.1 VOCs的危害及来源 |
1.1.2 我国工业源VOCs排放基本情况 |
1.1.3 我国关于VOCs的国家政策与方针 |
1.1.4 VOCs控制技术 |
1.2 低温等离子体技术的研究现状 |
1.2.1 低温等离子体技术 |
1.2.2 低温等离子体协同催化去除VOCs研究进展 |
1.3 课题的研究意义、目标和内容 |
1.3.1 研究意义 |
1.3.2 研究目标 |
1.3.3 研究内容 |
2 反应器系统和分析方法 |
2.1 化学试剂和气体 |
2.2 实验仪器 |
2.3 反应器 |
2.3.1 直流电晕放电反应器 |
2.3.2 直流电晕放电协同后置式催化反应器 |
2.3.3 直流电晕放电协同原位催化反应器 |
2.3.4 直流电晕放电协同两段复合式催化反应器 |
2.4 实验系统 |
2.5 催化剂制备 |
2.5.1 浸渍法制备颗粒状Al_2O_3负载的催化剂 |
2.5.2 浸渍法制备泡沫状Al_2O_3和SiC负载的催化剂 |
2.6 催化剂表征方法 |
2.7 测试方法和计算方法 |
2.7.1 测试方法 |
2.7.2 计算方法 |
3 直流电晕放电低温等离子体去除VOCs的性能研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.3 放电特性的研究 |
3.3.1 伏安放电特性 |
3.3.2 放电机制 |
3.3.3 O_3的产生量 |
3.3.4 正负电晕放电条件下对甲苯的降解性能 |
3.4 电极参数对甲苯降解性能的影响 |
3.4.1 针密度的影响 |
3.4.2 针板间距的影响 |
3.5 气氛参数对VOCs的降解性能的影响 |
3.5.1 甲苯初始浓度的影响 |
3.5.2 气体流量的影响 |
3.5.3 湿度的影响 |
3.5.4 不同VOCs种类的影响 |
3.6 产物分析 |
3.6.1 气相产物 |
3.6.2 气溶胶沉积 |
3.7 小结 |
4 低温等离子体协同后置式催化去除VOCs的性能研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.3 NTP协同后置式催化降解甲苯的主要影响因素 |
4.3.1 催化剂的选择 |
4.3.2 甲苯初始浓度的影响 |
4.3.3 气体流量的影响 |
4.3.4 后置催化层反应温度的影响 |
4.4 副产物分析及催化剂失活 |
4.4.1 气相产物 |
4.4.2 气溶胶沉积及催化剂失活 |
4.5 小结 |
5 低温等离子体协同原位式催化去除VOCs的性能研究 |
5.1 引言 |
5.2 实验部分 |
5.3 NTP协同原位催化的放电特性及催化剂的选择 |
5.3.1 原位催化放电特性 |
5.3.2 催化剂的选择 |
5.4 NTP协同原位催化降解VOCs的主要影响因素 |
5.4.1 甲苯初始浓度的影响 |
5.4.2 气体流量的影响 |
5.4.3 湿度的影响 |
5.4.4 混合VOCs的降解性能 |
5.5 副产物及催化剂的失活再生 |
5.5.1 气相产物 |
5.5.2 催化剂失活与空气中再生 |
5.6 NTP协同悬挂式原位催化降解甲苯的性能研究 |
5.6.1 放电图像 |
5.6.2 不同催化剂对甲苯的降解效果 |
5.6.3 产物分析 |
5.7 小结 |
6 低温等离子体协同两段复合式催化去除VOCs的性能研究 |
6.1 引言 |
6.2 实验部分 |
6.3 NTP协同两段复合式催化降解VOCs的主要影响因素 |
6.3.1 前后段催化剂的匹配方式的影响 |
6.3.2 气体流量的影响 |
6.3.3 甲苯初始浓度的影响 |
6.4 副产物分析 |
6.4.1 气相有机产物的GC-MS分析 |
6.4.2 O_3的产量 |
6.5 NTP协同不同催化方式的工艺优选 |
6.5.1 矿化率和CO_x选择性的比较 |
6.5.2 能量产率的比较 |
6.6 小结 |
7 结论与建议 |
7.1 结论 |
7.2 未来工作的建议 |
参考文献 |
作者简历 |
四、流光放电与催化结合分解甲苯(论文参考文献)
- [1]低温等离子体-纳米后催化协同降解挥发性有机化合物基础研究[D]. 杨仕玲. 浙江大学, 2020(01)
- [2]MgO阴极脉冲放电等离子体及其协同催化降解甲苯的研究[D]. 阮云霞. 大连理工大学, 2020(02)
- [3]介质阻挡放电等离子体协同锰催化剂降解VOCs的研究[D]. 赵永和. 大连理工大学, 2020(02)
- [4]MgO/NiO/Ni氧化物阴极放电等离子体特性及其降解甲苯的研究[D]. 姚晓妹. 大连理工大学, 2020(01)
- [5]低温等离子体高效降解VOCs技术的探索研究[D]. 马天鹏. 东华大学, 2019(05)
- [6]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(03)
- [7]纳秒脉冲滑动放电等离子体协同催化降解VOCs的研究[D]. 邱成. 大连理工大学, 2019(03)
- [8]双源激励滑动型沿面放电及其协同催化脱除甲苯的研究[D]. 郭连杰. 大连理工大学, 2018(02)
- [9]DBD协同催化-生物滴滤耦合净化氯苯废气的工艺性能及机理研究[D]. 朱润晔. 浙江工业大学, 2016(04)
- [10]直流电晕低温等离子体协同催化降解低浓度挥发性有机废气的研究[D]. 赵业红. 浙江大学, 2016(05)