流向变换-低温等离子体反应系统用于VOCs去除及热量分布研究

将流向变换技术用于低温等离子体反应系统,考察了其对低温等离子体反应过程的影响,以放电参数(场强、频率)和系统运行参数(换向周期、接地极匝数、气体流速)为影响因素,探究了流向变换对低温等离子体系统温升(ΔT)和放电能量密度(SED)的影响,考察了该技术用于去除VOCs的情况。结果表明:在换向周期为8 min,场强为13.1 kV/cm,频率为150 Hz,接地极匝数为7匝,气体流速为14 cm/s条件下,ΔT最高可达187.3 ℃,SED最高可达284.4 J/L;等离子体放电区ΔT最高,出口处ΔT较低;蓄热段ΔT随流向变换发生周期性变化,其变化周期与反应系统的变换周期一致;将流向变换-低温等离子体反应系统应用于甲苯的去除,可以显著提升甲苯的降解率,在一定范围内,有利于提高系统的能量效率。     

等离子体催化降解甲苯途径的原位红外研究

考察了在常温常压条件下,等离子体分别协同SiO₂、Al₂O₃、NiO/Al₂O₃降解甲苯的性能,并从材料的介电常数、对甲苯的吸附性及臭氧分解能力等角度分析了不同活性表现的原因,同时,采用原位红外技术研究了甲苯降解过程中催化剂表面吸附物种的变化.结果表明,当甲苯浓度为100 ppm,气体流量为100 mL·min^-1时,一定范围内,甲苯降解率随着能量密度、介电常数、吸附性及臭氧分解能力的提高而提高.甲苯在催化剂表面的吸附对其降解途径有十分重要的影响:在放电区域中加入SiO₂,甲苯仍然在气相中完成降解;而存在Al₂O₃ 及NiO/Al₂O₃时,甲苯氧化成苯甲酸的过程主要发生在催化剂表面,是甲苯催化降解的关键步骤,苯甲酸在活性位点的积累将降低催化剂的反应活性.     

低温等离子体处理工业废气中甲苯的研究进展

甲苯作为挥发性有机化合物的代表,其治理技术已成为研究的热点。介绍了低温等离子体的概况及其处理甲苯的机理,重点概述了单独低温等离子体技术处理甲苯的放电形式、放电参数以及低温等离子体协同催化技术处理甲苯的工艺、催化剂种类和放电模式,并对低温等离子体技术处理工业废气中甲苯的发展方向进行了展望。低温等离子体技术处理工业废气中甲苯的处理效率高,但选择性较差,通过协同催化技术,可以进一步提高选择性,具有很好的应用前景。     

不同孔径HZSM-5协同低温等离子体催化降解甲苯性能研究

研究了HZSM-5分子筛孔径对其在等离子体场内催化降解甲苯的影响.采用化学液相沉积法对HZSM-5分子筛进行改性,利用XRD、氮气吸附脱附等方法表征样品的骨架结构和表面性质,并用择形吸附实验对样品孔径进行表征.同时,评价了HZSM-5分子筛体系中降解甲苯的性能,研究了分子筛吸附甲苯性能及臭氧的产量,并采用飞行时间质谱(TOF-MS)和气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)分析了反应产生的有机副产物.结果表明:液相沉积法成功调控了HZSM-5孔径,样品孔径随沉积剂用量增加而减小;同时,样品均具有相同的MFI骨架结构,比表面积和孔容相差不大.HZSM-5的孔径尺寸对甲苯去除率影响不大,但对碳平衡有影响,孔径越大,碳平衡越好.孔径较大的HZSM-5分子筛对甲苯具有更大的吸附速率和吸附容量,同时更多臭氧参与反应,生成·OH和O·,促进甲苯深度氧化,减少副产物,提高碳平衡.     

非平衡等离子体联合技术降解甲苯气体

采用了自制的纳米钛酸钡基介电材料作为催化剂,以电工陶瓷拉西环作为载体,利用介质阻挡放电产生的非平衡态等离子体对常压下流动态含甲苯的空气进行处理,研究了电场强度、流速、初始浓度及不同填料情况下甲苯的降解及臭氧产生情况,初步探讨了等离子体催化降解甲苯的机理,并进行了产物分析.实验结果表明,电场强度小于13kV·cm-1时,甲苯降解率和臭氧产生浓度随电场强度的提高而上升,随气速和初始浓度的增加而降低;不同填料下降解率及臭氧浓度由大到小排序为有催化剂填料、普通填料、无填料,有催化剂存在时(电场强度为14kV·cm-1,流速为0.3 m3·h-1,甲苯浓度为600 mg·L-1),甲苯降解率最高可达95%.当电场强度>13kV·cm-1时,臭氧浓度因受到过量的高能电子攻击而发生分解.表现为臭氧浓度随电场强度的继续增加而降低.因此,电场强度为13kV·cm-1时,产生的臭氧浓度最高.     

等离子体联合纳米技术降解甲苯废气的研究

以自制的纳米材料作为催化剂,利用低温等离子体联合纳米技术研究了不同电场强度、不同填料情况下的甲苯的降解,初步探讨了等离子体催化降解甲苯的机理,分析了降解产物.结果表明,甲苯降解率随电场强度的提高而上升;随反应器内填料变化[无填料(1),普通填料(2),镀有普通钛酸钡的介电填料(3)和镀有纳米催化剂的填料(4)],降解率( η)呈现为η (4)> η (3)> η (2)> η (1),最高可达95%.能量分配率(R)为R(1)>R(2)>R(3)>R(4).纳米钛酸钡基介电材料作为等离子体反应器内的填充材料,处理同量甲苯废气其消耗功率要低于填充其他填料的等离子体反应器.通过GC-MS 分析,中间产物包括醛、醇、酰胺及带有苯环的衍生物等有机物,但电场强度足够高时,甲苯分子最终可被氧化成CO₂、CO 和H₂O.     

低温等离子体协同催化降解VOCs的研究进展

低温等离子体协同催化降解VOCs技术因其具备操作条件简单、去除效率高、CO2选择性好、能量利用率高及产生二次污染物量少等特点,近年来受到国内外研究者的普遍关注。文章在研究大量文献的基础上,概括和分析了低温等离子体协同催化降解VOCs的影响因素和作用机理,并对其在挥发性有机化合物治理中的发展进行了展望。     

脉冲电晕法去除甲苯废气的研究

对脉冲电晕等离子体技术净化有机污染物甲苯进行了实验研究,考察脉冲峰值电压、脉冲频率、气体流量、气体入口质量浓度等因素对净化效率的影响.结果表明:甲苯去除率随脉冲峰值电压、脉冲频率增大而升高,随气体流量、气体进口质量浓度增大而降低;对低浓度、大流量的甲苯废气能达到较好的去除效果,最高去除率可达85.4%.     

低温等离子体催化降解烟气中甲苯的研究

本研究开发了等离子体微放电填充床反应器和等离子体微放电填充床反应系统,采用多孔陶瓷作为填充床材料,用控制变量法探索了停留时间、放电电压、催化剂负载量、初始浓度、能量密度等因素对反应系统的甲苯去除能力的影响.结果发现,上述因素的最优组合参数为:1.1s、9.5kV、负载量为15%,物质的量比为0.25的Co/Mn催化剂、189.52mg/m³、6000J/L.同时,对多孔陶瓷填充床进行了SEM和XRD等表征研究,研究表明, Mn催化剂包括Mn₂O₃和Mn₃O₄晶体;Co/Mn催化剂包括CoMnO₃和Mn O₂晶体;Fe/Mn催化剂包括FeMnO₃、Fe₂O₃和Mn₂O₃晶体,并且Mn催化剂比Co/Mn催化剂和Fe/Mn催化剂的晶体颗粒更加均匀.     

低温等离子体催化处理含酮类有机废气

文章介绍了含酮类有机废气的特征与危害、等离子体催化处理含酮类有机废气现状。重点探讨了不同类型的等离子体催化净化含酮废气装置,各种影响参数如放电功率、放电方式、气体浓度、气体流速、催化剂种类、性质、吸附性、温度、活性物种等对等离子体催化处理含酮类物质的影响,结果表明:等离子体催化处理含酮类有机废气技术具有去除率高、能耗低、效率高、产物选择性好等特点。文章同时探讨了等离子体催化氧化酮类物质的机理,提出了等离子体催化氧化酮类有机废气未来的发展方向。     

NTP协同双金属锰基催化剂降解氯苯的性能研究

以TiO2为载体,采用共沉淀法制备了3种双金属催化剂(Co-Mn/TiO2、Ce-Mn/TiO2和Nb-Mn/TiO2),与低温等离子体(NTP)协同对氯苯进行降解,并通过XRD、SEM、TEM、BET、XPS、H2-TPR和O2-TPD手段表征其物化性质,以阐明不同催化剂对氯苯的等离子体催化降解差异.结果显示,与单独...     

低温等离子体结合锰基催化剂去除乙酸乙酯的研究

利用固态法和溶胶-凝胶法分别制备了钙钛矿(LaMnO3)和八面体分子筛(OMS)两种锰基催化剂,在不同工况(输入电压、初始浓度、停留时间和催化剂放置量)条件下考察了等离子体催化对乙酸乙酯的降解特性.结果发现,锰基催化剂的加入显著提高了乙酸乙酯的去除率,减少了副产物的生成,并且OMS的催化活性高于LaMnO3;此外,乙酸...     

Detection of hydroxyl radical in plasma reaction on toluene removal

A new method was introduced to detect the concentration of OH radical in dielectric barrier discharge(DBD)reaction.A film, which was impregnated with salicylic acid,was used to detect OH radical in plasma reaction at room temperature and atmospheric pressure.Salicylic acid reacts with OH radical and produces 2,5-dihydroxybenzoic acid(2,5-DHBA).Then,a high performance liquid chromatography(HPLC)was carried out to detect the concentration of 2,5-DHBA.Therefore,OH radical in nonthermal plasma reaction could be...     

硅铝比和NiO对ZSM-5协同低温等离子体降解甲苯的影响

研究了不同硅铝比的ZSM-5与Ni/ZSM-5分子筛协同低温等离子体技术对甲苯降解性能的影响.以Ni O(Nickel Oxide)为活性组分,采用浸渍法对ZSM-5分子筛进行改性,利用氮气吸附脱附(BET)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱分析(XPS)、H_2程序升温还原(H_2-TPR)、NH_3程序升温脱附(NH_3-TPD)、Toluene程序升温脱附(Toluene-TPD)等技术表征样品的物理化学性质.考察了硅铝比对ZSM-5与Ni/ZSM-5分子筛体系中甲苯的吸附性能,研究了不同放电电压下硅铝比对甲苯降解率、碳平衡及二氧化碳选择性的影响,并采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)分析了催化剂表面的有机产物.结果表明:硅铝比不但影响分子筛本身的物理化学特性(比表面积、氧化还原性能、表面酸性、疏水性等),还会影响Ni的负载形态和方式,更高的硅铝比与Ni O的负载能促进甲苯深度氧化,减少副产物,提高碳平衡和二氧化碳选择性.     

DBD降解氮中甲苯气体产生的二次有机副产物检测

为了研究低温等离子体降解有机废气过程中产生的二次有机副产物的形成机理及其影响因素,以介质阻挡放电(DBD)产生的低温等离子体降解氮中甲苯气体为研究对象,利用质子转移反应飞行时间质谱仪(PTR-TOF-MS)实时在线检测降解尾气中有机副产物的成分及其浓度,分析了二次有机副产物形成的机理,探讨了影响二次有机副产物生成的关键因素.研究发现,氮中甲苯低温等离子体降解尾气中主要的有机副产物为HCN和CH3CN,其浓度与待降解甲苯的平均可资用能有关.由平均可资用能的测试分析可知,在DBD有机物降解装置、电源输入功率、降解气体流量等参数确定的情况下,待降解有机物存在一个浓度极值,大于该浓度极值将使得降解尾气中有机副产物的浓度明显增加.在低温等离子体降解装置参数确定的情况下,控制待降解有机物的浓度是减少有副产物产生的有效手段和方法.     

锰基氧化物催化燃烧甲苯的研究进展

甲苯是最具代表的挥发性有机物（VOCs）之一,是PM_2.5和臭氧的前驱体,对人体呼吸系统和中枢神经系统有一定的损害,甲苯的去除可以有效地减轻大气环境污染问题和对人体健康的影响。锰基氧化物催化燃烧具有成本低、效率高、稳定性强和氧化还原性能良好等优点,成为治理甲苯的热点。用于甲苯去除的锰基催化剂的种类主要有单一锰氧化物、复合锰氧化物、负载型锰氧化物、钙钛矿型锰氧化物和整体锰氧化物五种。本文以甲苯催化氧化为目标,综述了以上五种锰基催化剂的性能和反应机理受催化剂种类、晶型、形貌、掺杂、负载等的影响,并对该领域未来的研究方向做出了展望。     

介质阻挡放电去除NO的实验研究

设计了一套高压电源和同轴圆柱 -筒介质阻挡放电反应器装置 ,进行了冷等离子体去除NO的实验研究 ,结果表明该方法是有效的 .研究了气体流量、NO初始浓度、放电电压、O2 含量以及中心电极尺寸对NO去除效率的影响 .当流量较小或NO初始浓度较低时 ,有较高的去除率 ;流量变大和NO初始浓度增加时 ,NO的去除率将下降 .放电电压升高 ,NO去除率将增大 .O2 的存在会降低NO的去除率 .放电管其它特征尺寸给定条件下 ,中心电极存在一个最佳直径 ,使得NO的去除效果最为理想 .