發(fā)布時間：2020-03-30 23:03

【摘要】：為強化DBD對揮發(fā)性有機物(VOCs)的處理效果,本文以天然赤鐵礦為載體,分別負載活性組分Bi_2WO_6、TiO_2、CeO_2,制備了Bi_2WO_6/α-Fe_2O_3、TiO_2/α-Fe_2O_3、CeO_2/α-Fe_2O_3復合催化劑,以自制DBD反應器協(xié)同催化劑降解乙酸乙酯,并利用X射線衍射儀(XRD)、比表面積分析儀(BET)、X射線光電子能譜儀(XPS)掃描電子顯微鏡(SEM)對催化劑進行表征�？疾炝嘶钚晕镔|(zhì)負載量及煅燒溫度對復合催化劑活性的影響,對比分析了乙酸乙酯初始濃度、氣體停留時間及相對濕度對DBD及DBD協(xié)同催化劑體系中乙酸乙酯去除率和能量產(chǎn)率的影響,探究了催化劑對O_3濃度及礦化率的影響,并在對降解產(chǎn)物進行分析的基礎之上,對其反應途徑進行了探討。結(jié)果表明:(1)采用溶膠凝膠法制備的Bi_2WO_6/α-Fe_2O_3復合催化劑,當Bi_2WO_6和赤鐵礦的質(zhì)量比為0.25:1且煅燒溫度為450 ~oC時制備的復合催化劑催化活性最佳。在不同工藝參數(shù)條件下,乙酸乙酯去除率和能量產(chǎn)率均表現(xiàn)為DBD/Bi_2WO_6/α-Fe_2O_3DBD/α-Fe_2O_3DBD/Bi_2WO_6DBD;隨著乙酸乙酯初始濃度從200 mg/m~3升至1000 mg/m~3,DBD/Bi_2WO_6/α-Fe_2O_3體系中乙酸乙酯去除率由95.15%降至66.21%,但其能量產(chǎn)率從2.27 g/kWh升至7.88 g/kWh;在停留時間為1.53 s時,DBD/Bi_2WO_6/α-Fe_2O_3體系中乙酸乙酯去除率達到了100%;隨著相對濕度的增加,不同體系中乙酸乙酯去除率先增后降,且在65%時達到最大值;催化劑的置入能夠顯著提高礦化率并降低尾氣中O_3濃度,當輸入功率為84 W時,相對于單獨DBD,DBD/Bi_2WO_6/α-Fe_2O_3體系中乙酸乙酯去除率和礦化率分別提高了19.16%與14.44%,而O_3濃度降低了74.47%。研究顯示,DBD協(xié)同Bi_2WO_6/α-Fe_2O_3復合催化劑能夠高效去除廢氣中的乙酸乙酯,其最終降解產(chǎn)物主要為CO_2、H_2O,結(jié)合FT-IR和GC-MS圖譜可知,降解產(chǎn)物中還包含有少量的CO以及微量的CH_4、CH_3CH_2OH、CH_3COOH等小分子有機化合物。(2)通過溶膠凝膠法制備的TiO_2/α-Fe_2O_3復合催化劑,當TiO_2和赤鐵礦的質(zhì)量比為0.5:1且煅燒溫度為400 ~oC時制備的復合催化劑催化效果最佳。在不同工藝參數(shù)條件下,乙酸乙酯去除率和能量產(chǎn)率均表現(xiàn)為DBD/TiO_2/α-Fe_2O_3DBD/TiO_2DBD/α-Fe_2O_3DBD。在乙酸乙酯初始濃度為400 mg/m~3時,相較于單獨DBD,DBD/TiO_2/α-Fe_2O_3體系中乙酸乙酯去除率和能量產(chǎn)率分別提高了24.25%、1.15 g/kWh;隨著停留時間從0.38 s增至1.53 s,DBD/TiO_2/α-Fe_2O_3體系中乙酸乙酯去除率從65.07%增至100%,但其能量產(chǎn)率從4.96 g/kWh降至1.90g/kWh;相對濕度對乙酸乙酯去除率有較大的影響,在相對濕度為65%時乙酸乙酯去除率達到最大值;在功率為84 W時,相對于單獨DBD,DBD/TiO_2/α-Fe_2O_3體系中O_3濃度降低了77.07%,礦化率提高了15.76%。(3)采用浸漬法制備的CeO_2/α-Fe_2O_3復合催化劑,當CeO_2和赤鐵礦的質(zhì)量比為0.4:1且煅燒溫度為400 ~oC時制備的復合催化劑催化活性最佳。在不同工藝參數(shù)條件下,乙酸乙酯去除率和能量產(chǎn)率均表現(xiàn)為DBD/CeO_2/α-Fe_2O_3DBD/CeO_2DBD/α-Fe_2O_3DBD。在輸入功率為84 W,乙酸乙酯初始濃度為400mg/m~3、流量為1 m~3/h、相對濕度為65%條件下,相較于單獨DBD,DBD/CeO_2/α-Fe_2O_3體系中乙酸乙酯去除率和能量產(chǎn)率分別提高了21.26%、1.01g/kWh,O_3濃度降低了75.86%,同時礦化率增加了14.76%。
【圖文】：

-Fe2O3，，（b）Bi2WO6和（c）Bi2WO6/ 圖 3.4 不同催化劑的 SEM 圖mages of (a) -Fe2O3, (b) Bi2WO6and (c) Bi2

a） -Fe2O3，（b）TiO2和（c）TiO2/ -Fe圖 4.4 不同催化劑的 SEM 圖EM images of (a) -Fe2O3, (b) TiO2and (c) T
【學位授予單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：O643.3;X701

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本文編號：2608177