不同金属氧化物对等离子体降解甲苯的作用研究

常温常压下,研究介质阻挡放电(DBD)与4种金属氧化物催化剂(FeOx、MnOx、CuO、CoOx)联用降解甲苯废气.比较不同催化剂对甲苯去除率(η)、COx选择性(Scox)、副产物(O3、NO、NO2)产生量及能量产率(ηY)的影响.同时,用BET、XPS、H2-TPR、FT-IR等方法对催化剂进行表征,探究各种催化剂的不同作用.研究发现,FeOx的甲苯去除率及能量产率最高,而MnOx在分解O3和提高COx选择性方面效果最显著,但生成的NOx略高于其它催化剂.BET和H2-TPR的结果解释了4种催化剂的活性顺序:FeOxMnOxCuOCoOx无催化剂.XPS结果表明,使用过的锰催化剂有不同价态的C、N、O元素,且含有C—N,CO,C—O,CN或O—H键.FT-IR的结果进一步证实了这些键的存在,且发现可能有甲苯及其中间产物、苯甲醇和苯甲酰胺或其它酰胺物种存在,这可部分解释催化剂减少副产物生成量的原因.同时提出等离子体场下甲苯氧化机理.     

Pt/CeO2催化氧化甲苯反应机制研究

采用浸渍法制备了Pt/CeO_2和Pt/Al2O_3催化剂,并通过XRD、BET、ICP-OES、H2-TPR、XPS等手段表征其物理化学性质.结果发现,Pt/CeO_2和Pt/Al2O_3催化剂上Pt负载量约为0.6%,Al2O_3载体上Pt颗粒尺寸更小,Pt/CeO_2的可还原性更强.甲苯催化氧化活性评价结果表明,Pt/CeO_2催化剂表现出更好的催化活性,T50=170℃,T90=190℃.通过UV-Raman、甲苯TPD、GC/MS、In-situ FTIR等手段进一步研究发现,Pt/CeO_2活化甲苯及反应供氧的机制与Pt/Al2O_3存在区别,其活性更好是因为:(1)负载在CeO_2表面存在高电子密度的Pt原子,具有更强的活化甲苯能力,可以直接使苯基和甲基间的C—C链发生断裂;(2)Pt的负载促进了CeO_2氧空位形成,进一步提高了CeO_2的储氧性能,加速氧循环.除了Pt解离气相氧之外,CeO_2还可以提供活性氧物种参与催化氧化甲苯的反应,进一步提高甲苯催化氧化效率.     

生物滴滤器处理高温甲苯废气的探讨

以甲苯为目标污染物,设计可控温的双塔生物滴滤器为净化装置,考察了高温条件下挥发性有机物的生物处理性能,镜检确定了高温条件下降解甲苯的优势菌种。结果表明:(1)液相驯化菌种对气相甲苯适应性较差,挂膜120～140h可形成稳定的生物膜;(2)随甲苯废气温度升高,甲苯去除效率下降,40℃效率最高,60℃仍有一定的去除能力;(3)短杆菌和球形菌为降解甲苯的优势菌种,球形菌是高温优势菌;(4)温度高于40℃时降解产物中检测到有机中间产物。     

薪柴和经济作物秸秆燃烧VOCs排放特征

薪柴及经济作物秸秆在中国农村地区仍普遍使用,其燃烧是挥发性有机物(VOCs)的重要排放源,当前对其排放特征研究仍比较薄弱.本研究选取了3种薪柴(白杨树、杉木和柑橘枝)和6种经济作物秸秆(黄豆秆、芝麻秆、玉米棒、棉花秆、花生秆和玉米秆),通过实验室模拟燃烧和稀释通道采样系统,采用Tedlar袋和Agilent 7820A/5977E气相色谱/质谱联用法采集和分析了烟气中102种VOCs组分组成,并对不同类型生物质燃烧排放VOCs的臭氧生成潜势进行分析.结果表明,不同类型的生物质燃烧排放的VOCs组分存在差异,乙烷(11.1%)、反-2-戊烯(15.4%)、乙烯(8.3%)和二氯甲烷(11.9%)是白杨树和杉木燃烧排放的主要VOCs组分;甲苯(49.8%)是柑橘枝燃烧排放的VOCs含量最丰富的物种;乙烯(11.8%～17.5%)和丙酮(9.2%～14.7%)是秸秆类燃料燃烧的主要VOCs组分.玉米秆、花生秆和柑橘枝具有相似的VOCs源成分谱,分歧系数小于0.1.本研究及已有报道中的生物质燃烧排放苯/甲苯比值范围是0.030～6.48,在开展源解析研究中,采用苯/甲苯比值大于1认定为受到生物...     

生物过滤塔甲苯降解性能研究

在空塔气速0.7～3.5cm/h、停流时间30s～80s的试验范围内,选取柱状活性炭为滤料,选择甲苯为VOCs代表,研究过滤塔甲苯生物降解性能,分析浓度、流量以及湿含量对降解能力的影响,建立VOC生物降解模型并予以验证.运行试验表明,滤料微生物活性较强,对甲苯有较强的降解能力;菌落分析表明,在甲苯生物降解过程中,起主要作用的是真菌、杆菌和芽孢杆菌,其中芽孢杆菌为优势菌种.     

风幕阻止飞机喷漆厂房内可燃气体扩散的数值模拟

应用FLUENT软件中的大涡模拟模型对飞机喷漆厂房内风幕的有效性进行了研究。以某一飞机喷漆厂房内的局部为原型构建网格模型,针对若干种工况,对甲苯蒸气的扩散过程进行了数值模拟,主要研究了甲苯量和风幕速度对甲苯扩散的影响规律。对计算结果进行分析,得到了不同工况下能有效阻止甲苯扩散的临界风幕速度,研究表明在飞机喷漆厂房内设置风幕,只要风幕速度不低于该种工况下的临界风幕速度,就可有效阻止甲苯扩散,降低厂房内可燃气体的爆炸危险性。     

酸性硫酸铵种子气溶胶对甲苯二次有机气溶胶形成和组分的影响研究

酸性硫酸铵是中国城市大气中常见的亚微米气溶胶颗粒,它在二次有机气溶胶（SOA）的形成中起着至关重要的作用.本文利用自制的烟雾腔系统开展了酸性硫酸铵种子气溶胶对甲苯SOA形成和化学组分的影响研究,采用PM_2.5粒子检测仪、高效液相色谱质谱仪和紫外-可见分光光度计测量反应产生的SOA粒子的浓度和组分.实验结果表明,酸性硫酸铵种子气溶胶能够显著促进甲苯SOA的形成.相比于没有种子气溶胶存在时,甲苯SOA中检测到的羧酸组分,甲苯光氧化产生的二醛化合物在酸性硫酸铵颗粒表面上发生非均相反应产生的咪唑类化合物是酸性硫酸铵种子气溶胶存在时甲苯SOA的主要组分.气相二醛化合物能在高浓度酸性硫酸铵种子气溶胶表面快速发生非均相酸催化反应产生咪唑类产物.这为研究高浓度酸性无机细粒子背景下,大气咪唑类含氮有机物棕色碳的形成机制研究提供了实验依据.     

低温等离子体技术净化空气中的甲苯

等离子体技术是一种有效去除VOCs的方法. 介绍了等离子体净化技术的原理,通过甲苯净化实验,分析了在改变电压、污染物入口质量浓度等参数后净化效率的变化. 结果表明:在电压为9 kV,ρ(甲苯)小于12 g/m3时,反应器有较高的净化效率,尤其在低ρ(甲苯)时,净化效率可接近于100%. 实验还主要观察了副产物ρ(CO)的变化,在处理低ρ(甲苯)时,ρ(CO)较低;而随着ρ(甲苯)的增加,ρ(CO)增长较快. 等离子体协同催化实验提高了反应器的处理极限,通过添加催化剂,降低了CO的产生量,使有机物更多地转化为无害的CO₂;同时,由于反应器放电过程还会产生高浓度的臭氧,必须使用后置处理装置将其去除,以彻底实现无二次污染.      

粘胶基活性炭纤维对甲苯的动态吸附性能研究

采用动态吸附实验装置,研究了温度、浓度、流速、湿度和水蒸汽再生对固定床吸附器中粘胶基活性碳纤维(viscoserayon-basedACFs)吸附甲苯废气的平衡吸附量的影响。实验结果可为甲苯废气吸附过程的设计、预测和优化提供参考。     

填料塔-微乳液增溶吸收法净化甲苯废气

利用甲苯可以和非离子表面活性剂及相应助表面活性剂水溶液形成微乳液,从而增大甲苯表观溶解度的特性,吸收净化甲苯废气。采用微乳液作为吸收剂的填料塔治理甲苯废气,探讨了吸收剂组成、表面活性剂种类及浓度、喷淋量、甲苯浓度负荷和助表面活性剂的加入及其种类对甲苯去除率的影响。结果表明,微乳液吸收处理甲苯废气具有显著的效果,最大去除率达41%;经过体系筛选采用Tween-20作为表面活性剂,此时最适喷淋量为40 L/h(液气比为1∶5),且随着甲苯浓度负荷的升高,甲苯去除率随之增加;添加助表面活性剂可以不同程度地提高甲苯的去除率,Tween-20/正丁胺/甲苯/水微乳体系为吸收甲苯的最佳体系,此时最高去除率可达65%。