低温等离子体联合光催化技术降解甲苯的实验研究

采用低温等离子体联合光催化技术降解甲苯,从电压、电源频率、甲苯气体流量、初始浓度和Mn2+掺杂量等方面考察其对甲苯降解率的影响,并对比γ-Al2O3、TiO2/γ-Al2O3和Mn1.0/TiO2/γ-Al2O3(Mn2+摩尔分数为1.0%)3种填料的甲苯降解能量利用效果.结果表明,在相同电压和频率条件下,3种填料的甲...     

吸附联合低温等离子体法去除甲苯废气

对介质阻挡放电条件下产生的低温等离子体联合吸附去除低浓度甲苯废气进行了实验研究。考察了反应器内分别填充分子筛、陶瓷环和混合填料时,甲苯的吸附效果;比较了各种填充条件下,低温等离子体对甲苯的去除效果和副产物臭氧的产生量;并对填充混合填料时不同外加电压、不同操作条件下,吸附联合低温等离子体去除甲苯的过程进行系统的研究。结果表明,外加电压相同,混合填料对甲苯的去除率最高,大于97%,依次是分子筛、陶瓷环、无填充;同时混合填料的臭氧浓度小于其他填料;当电压为18 kV时,混合填料可获得较高的甲苯去除率,同时产生的臭氧副产物最少。     

真空紫外线与TiO2负载催化剂处理甲苯废气研究

采用波长更短、能量更强的真空紫外线(VUV)光源,在管式反应器中以负载纳米TiO2的玻璃珠和γ-Al2O3小球为催化剂,对光催化法净化甲苯废气进行了研究。主要探讨了甲苯的入口浓度、停留时间、相对湿度等因素对其去除率的影响。结果表明,使用VUV光源可以提高甲苯的平均去除率,相对湿度在45%～60%时,甲苯平均去除率相对较高,甲苯的去除率随着其入口浓度的升高而降低,随着其停留时间的延长而升高;以γ-Al2O3小球为载体时,催化剂和VUV的协同作用使得反应体系对于甲苯入口浓度的变化有更好的适应性;VUV与TiO2负载催化剂的协同作用可有效降低光催化所产生的O3浓度,有利于尾气污染控制。     

Mn2O3/γ-Al2O3在超临界水氧化中催化活性的研究

采用浸渍法制备了Mn2O3/γ-Al2O3催化剂,在超临界水中催化氧化降解1,5-萘二磺酸,探索了催化剂Mn2O3活性组分负载量、催化剂空速和反应溶液pH对Mn2O3/γ-Al2O3催化剂活性的影响。结果表明：Mn2O3/γ-Al2O3的催化活性在一定范围内随Mn2O3活性组分负载量的增加而提高;在一定范围内,Mn2O3/γ-Al2O3空速越小,模拟废水的COD去除率越高;Mn2O3/γ-Al2O3催化活性在反应溶液呈酸性情况下比碱性时高。     

Mn203/γ-Al2O3在超临界水氧化中催化活性的研究

采用浸渍法制备了Mn2O3/γ-Al2O3催化剂,在超临界水中催化氯化降解1,5-萘二磺酸,探索了催化剂Mn2O3活性组分负载量、催化剂空速和反应溶液pH对Mn2O3/γ-Al2O3催化剂活性的影响.结果表明:Mn2O3/γ-Al2O3的催化活性在一定范围内随Mn2O3活性组分负载量的增加而提高;在一定范围内,Mn2O3/γ-Al2O3空速越小,模拟废水的COD去除率越高;Mn2O3/γ-Al2O3催化活性在反应溶液呈酸性情况下比碱性时高.     

催化超临界水氧化对氨基苯酚

采用CuO/γ-Al2O3和MnO2/γ-Al2O3为催化剂、H2O2为氧化剂,在一连续流固定床反应器中进行了超临界水氧化对氨基苯酚实验.实验结果表明,CuO和MnO2催化剂对于对氨基苯酚的氧化降解具有显著的促进作用.对氨基苯酚的去除率随反应温度和压力的升高、停留时间的延长而提高,在24～26 MPa和400～450℃条件下,数秒钟内COD去除率可达到99%以上,催化剂CuO/γ-Al2O3的催化效果优于MnO2/γ-Al2O3.证明了催化超临界水氧化技术的高效性.     

催化超临界水氧化对氨基苯酚

采用CuO／γ-Al2O3和MnO2/γ-Al2O3为催化剂、H2O2为氧化剂，在一连续流固定床反应器中进行了超临界水氧化对氨基苯酚实验。实验结果表明，CuO和MnO2催化剂对于对氨基苯酚的氧化降解具有显著的促进作用。对氨基苯酚的去除率随反应温度和压力的升高、停留时间的延长而提高，在24～26MPa和400～450℃条件下，数秒钟内COD去除率可达到99％以上，催化剂CuO／γ-Al2O3的催化效果优于MnO2／γ-Al2O3。证明了催化超临界水氧化技术的高效性。     

Mn的氧化价态对Mn／γ-Al2O3催化剂催化臭氧氧化气相低浓度甲苯的影响

采用共沉淀法,以Al2O3为载体制备Mn／γ-Al2O3和Mn—Ce／Mn／γ-Al2O3催化剂,并分别在N2气氛和O2气氛下焙烧。采用固定床连续流动反应器,研究所制备催化剂在室温条件下催化臭氧氧化甲苯的性能。通过XRD、XPS和FTIR等手段对催化剂的结构和组成进行表征。结果表明,Mn／Mn／γ-Al2O3催化剂具有良好的催化臭氧氧化甲苯和催化臭氧自身分解的性能,共沉淀法制备催化剂的最佳Mn负载量为20％。O2气氛焙烧和Ce的加入,可以有效提高催化剂的活性和寿命。原因是O2气氛焙烧和Ce的加入可以提高Mn的氧化价态。催化剂失活的主要原因是有机副产物在催化剂表面吸附堆积,失活催化剂在550℃、空气气氛下焙烧可恢复催化性能。     

活性炭吸附和脱附-等离子体氧化净化有机废气的研究

根据滑动弧放电等离子体适于降解高浓度有机物废气的特性,结合活性炭吸附法,提出了吸附器的吸附浓缩和热脱附-等离子体氧化净化有机废气的方法。在活性炭吸附过程中,最初2 h内甲苯净化率达到100%,随着时间的增加净化率下降;在热脱附滑动弧放电等离子体净化过程中,甲苯降解效率最高为97.3%。将滑动弧放电等离子体反应器出口气相产物收集进行FT-IR检测,发现放电后有CO2、CO、H2O和NO2产生,并分析了甲苯的降解机理。     

气体循环条件下等离子体催化氧化吸附态苯

采用气体循环方式,对低温等离子体联合Mn Ox-Ag Ox、Co Ox-Ce Ox复合金属氧化物催化剂催化氧化吸附态的苯进行研究,主要考察了苯吸附存储量、氧化背景气体、催化剂对苯氧化性能的影响,并分析了催化剂对O3及N2O副产物产生的影响规律。研究结果表明,采用气体循环方式,有助于实现苯充分氧化为CO2。相同条件下,COx产率、CO2选择性及对O3的分解能力大小依次为:Mn Ox-Ag Ox/γ-Al2O3Co Ox-Ce Ox/γ-Al2O3γ-Al2O3。氧气背景下,气体循环75 min后,Mn Ox-Ag Ox/γ-Al2O3及Co Ox-Ce Ox/γ-Al2O3催化剂存在时,CO2选择性大于95%;气体循环90 min后,与γ-Al2O3所对应的COx产率相比,Mn Ox-Ag Ox/γ-Al2O3、Co Ox-Ce Ox/γ-Al2O3分别提高了38%、17%。FT-IR分析结果表明,等离子体催化氧化苯的主要产物为CO2、CO和H2O,副产物为少量的O3及N2O。     

非热平衡等离子体协同催化脱除挥发性有机化合物的研究进展

单纯运用非热平衡等离子体(NTP)技术脱除挥发性有机化合物(VOCs)的效率和能量利用率并不高,而且在降解过程中可能会产生某些有害副产物。为了克服NTP技术在VOCs治理方面的缺陷,可将NTP和化学催化方法组合运用,结合两者的优势使系统的VOCs脱除率、能量利用率和CO2选择率显著提高。从催化反应器结构、NTP与催化剂协同作用的原理等方面总结了近年来NTP协同催化技术在VOCs脱除方面的应用状况。最后指出,NTP协同催化技术在VOCs脱除方面有良好的应用前景,但要真正实现其工程应用,仍有很多问题亟待研究和解决。     

脉冲电晕低温等离子体提高一氧化氮氧化效率的实验研究

提高一氧化氮（NO）的氧化效率对于提高生物法处理该类废气的净化效率具有重要意义。实验研究了低温等离子体在脉冲电晕条件下氧化废气中NO的过程，考察了不同峰值电压、氧气含量、气体停留时间和添加有机物等因素对提高NO氧化效率的影响。结果表明：低温等离子法可有效地提高NO的氧化效率，主要产物为NO₂；室温条件下，当进气NO浓度590 mg/m³、脉冲频率50 Hz时，增大峰值电压、气体停留时间和进气中的氧气含量可提高NO的氧化效率；在最适峰值电压15 kV，气体停留时间5 s时，NO氧化效率为20%；在进气NO中添加甲苯、乙醇后，NO氧化效率可增加至30%以上，甲苯的效果要好于乙醇。     

低温等离子体处理柴油机NOx和PM试验研究

建立了一种具有较强实用性的介质阻挡放电等离子体反应器试验装置.借助静态试验研究其放电特性,通过发动机台架试验探讨了利用低温等离子体处理柴油机2种主要有害排放物NOx和PM的效果和化学反应机理,并通过模拟试验作了处理PM的进一步验证.试验结果表明,放电功率对于低温等离子体活性成分的产生有重要影响,应当优选放电参数以获得高的放电功率从而达到更好的处理效果;采用低温等离子体处理柴油机排气,NOx总量变化不大,主要将NO转化成NO2;低温等离子体可以有效去除柴油机排气中的PM,去除率随能量密度的增大而提高.     

Degradation of phenol in mists by a non-thermal plasma reactor

A link tooth wheel-cylinder non-thermal plasma reactor was set up to investigate the degradation of phenol in the mists. In addition, the decomposition efficiency of phenol, TOC removal, and byproduct formation were investigated. The stable discharge was achieved in both air and the mist condition. The decomposition efficiency and TOC removal increased with increasing the input power. For the input power of 3.6 W, the phenol decomposition and TOC removal reached 90% and 47%, respectively. Phenol degradation byproducts were identified as small molecular organic acids, including formic acid, acetic acid, and oxalic acid. Their masses in the trapped solutions first increased and then decreased slightly with increasing the input power. Therefore, the biodegradation capacity of the phenol degradation byproducts can be improved.     

Decomposition of low-concentration gas-phase toluene using plasma-driven photocatalyst reactor

Plasma-driven photocatalysis system was prepared and performed. To overcome the treatment difficulty of volatile organic compounds, non-thermal plasma was used as a light source of photocatalysis. The removal of low-concentration toluene was investigated and secondary products were analyzed by gas chromatograph–mass spectroscopy. The plasma-driven photocatalyst reactor using direct current as a light source and titanium dioxide catalyst loaded on activated carbon fiber (TiO₂/ACF) as photocatalyst was studied. It was found that plasma-driven photocatalysis system could significantly increase the removal effect of toluene. The number of secondary products was largely decreased. It means that plasma-driven photocatalysis hybrid system was an effective method for the removal of volatile organic compounds.     

CdS-TiO_2/MWCNTs结构表征及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法,制备了多壁碳纳米管(MWCNTs)负载的双组分复合半导体光催化剂CdS-TiO2/MWCNTs。通过透射电镜(TEM)、比表面分析(BET)、X射线衍射(XRD)和紫外-可见吸收光谱(UV-vis)等分析方法对光催化剂进行了结构表征,并考察了CdS-TiO2/MWCNTs对甲苯降解的光催化性能。结果表明:纳米活性粒子CdS-TiO2均匀负载于MWCNTs上,比表面积、光吸收阈值和强度增大,活性粒子间以及活性粒子与载体之间具有协同作用,有利于光催化性能的提高,CdS-TiO2/MWCNTs在主波长为254 nm紫外光照射下对甲苯的降解效果较好,去除率可达55.3%。     

CdS-TiO2/MWCNTs结构表征及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法,制备了多壁碳纳米管（MWCNTs）负载的双组分复合半导体光催化剂CdS-TiO2/MWCNTs。通过透射电镜（TEM）、比表面分析（BET）、X射线衍射（XRD）和紫外-可见吸收光谱（UV-vis）等分析方法对光催化剂进行了结构表征,并考察了CdS-TiO2/MWCNTs对甲苯降解的光催化性能。结果表明：纳米活性粒子CdS-TiO2均匀负载于MWCNTs上,比表面积、光吸收阈值和强度增大,活性粒子间以及活性粒子与载体之间具有协同作用,有利于光催化性能的提高,CdS-TiO2/MWCNTs在主波长为254 nm紫外光照射下对甲苯的降解效果较好,去除率可达55.3%。     

聚乙烯醇-海藻酸钠固定铜绿微囊藻对磷的吸附

利用聚乙烯醇与海藻酸钠固定包埋铜绿微囊藻,通过正交实验获得聚乙烯醇溶液浓度、海藻酸钠溶液浓度及铜绿微囊藻液量去除磷的最佳配比,研究溶液起始pH值、反应时间、磷初始浓度对固定化小球吸附磷的影响。结果表明,固定化小球的最佳制备条件为聚乙烯醇质量分数6%,海藻酸钠质量分数0.5%及铜绿微囊藻浓度2×107个/mL;固定化小球吸附磷的最适起始pH值为6～8,吸附达到平衡的时间为9～12 d,初始磷浓度为1.00 mg/L时去除率最高,达到79.19%。     

能量注入对放电等离子体去除气相苯系物的影响

采用正极性高压直流供电和串齿线放电极--管式接地极构成的放电等离子体反应器,研究了苯系物(苯、甲苯和对二甲苯)去除效率与供电电压之间的关系,以及放电极齿轮数对苯系物去除效率、COx(CO2 CO)生成量和能量效率的影响.研究结果表明,苯系物的去除效率、COx生成量皆随电压升高而增大.随着电压升高,能量效率先升后降,当电压为11 kV左右时,能量效率最高.对应放电齿轮数为31的苯系物去除效率、COx生成量和能量效率皆高于放电齿轮数为55或7,这表明对应特定的等离子体反应器,有一最佳放电齿数匹配.