發(fā)布時間：2017-05-30 06:00

  本文關(guān)鍵詞：雙極性高壓脈沖介質(zhì)阻擋放電協(xié)同催化劑降解甲醛的實驗研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來,人們的環(huán)境保護意識逐漸提高,空氣污染越來越受關(guān)注,特別是室內(nèi)空氣污染。隨著多種建筑裝潢裝飾材料在室內(nèi)的使用,室內(nèi)空氣受到嚴重的污染。甲醛具有毒性大、持續(xù)時間長、污染范圍廣等特點被列為室內(nèi)主要污染物。甲醛嚴重危害著人類的健康和居住環(huán)境。因此,研究如何高效的降解甲醛具有非常重大的意義和價值。目前,放電低溫等離子體協(xié)同催化技術(shù)降解甲醛具有處理時間短、效率高、反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點,但如何在提高甲醛降解率的同時控制副產(chǎn)物的生成量,還待進一步深入研究。本文以甲醛為處理對象,采用正負高壓雙脈沖電源對同軸式介質(zhì)阻擋反應(yīng)器供電。首先系統(tǒng)地研究了脈沖電壓、脈沖重復(fù)頻率、放電間隙、氣體流量、初始質(zhì)量濃度等影響因素對甲醛降解率及臭氧生成量的影響。然后對催化劑的載體和活性組分進行篩選,并確定活性組分的最佳負載量。以5A分子篩為載體,稀土元素La、Ce為助劑改性成分,制備了La-Mn/5A分子篩及Ce-Mn/5A分子篩催化劑,并對催化劑進行SEM表征分析。最后,實驗深入研究了介質(zhì)阻擋放電等離子體協(xié)同不同類型催化劑對甲醛降解率及臭氧生成量的影響。實驗結(jié)果表明:升高脈沖電壓有利于甲醛的降解,當電壓達到19kV時,繼續(xù)升高電壓,甲醛降解率增幅變小,而臭氧生成量隨著電壓的增加不斷增大;隨著放電間隙的減小降解率增大,但放電間隙過小時,臭氧生成量過大;隨著氣體流量的增大,甲醛降解率降低;隨著脈沖重復(fù)頻率的增大,甲醛降解率增大,當脈沖重復(fù)頻率達到60Hz時,繼續(xù)增加脈沖重復(fù)頻率,降解率增大不明顯;在一定實驗條件下,甲醛的初始濃度增大,降解率降低,而甲醛去除量增大并趨近于反應(yīng)器的最大處理量。以5A分子篩為載體負載8%Mn的催化劑協(xié)同放電等離子體降解甲醛的效果較好,在脈沖電壓為22kV、脈沖頻率為60Hz、流量為0.5L/min的條件下,甲醛降解率為92.1%,臭氧為40.3mg/m3。La、Ce改性的La-Mn/5A分子篩催化劑及Ce-Mn/5A分子篩催化劑的催化效果明顯高于Mn/5A分子篩催化劑。其中介質(zhì)阻擋放電等離子體協(xié)同3%Ce-Mn/5A分子篩催化劑對甲醛的降解效果最佳,甲醛的降解率高達99.2%,臭氧僅為38.9 mg/m3。研究還分析了單獨放電等離子體、放電等離子體協(xié)同催化劑降解甲醛的機理,為放電等離子體協(xié)同催化劑降解污染廢氣提供一定的參考。
【關(guān)鍵詞】：雙極性高壓脈沖 介質(zhì)阻擋放電 催化劑 甲醛 臭氧
【學(xué)位授予單位】：江西理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X51;O643.36
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-21
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 國內(nèi)外去除甲醛的方法11-13
• 1.2.1 吸附法11
• 1.2.2 吸收法11-12
• 1.2.3 生物凈化法12
• 1.2.4 催化氧化法12-13
• 1.2.5 放電低溫等離子體法13
• 1.3 介質(zhì)阻擋放電13-18
• 1.3.1 介質(zhì)阻擋放電簡介13-14
• 1.3.2 介質(zhì)阻擋放電技術(shù)降解甲醛的研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3.3 雙極性高壓脈沖介質(zhì)阻擋放電研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3.4 低溫等離子體聯(lián)合催化降解氣態(tài)污染物的技術(shù)16-18
• 1.4 研究目的及主要研究內(nèi)容18-21
• 1.4.1 研究目的及意義18-19
• 1.4.2 主要研究內(nèi)容19-20
• 1.4.3 課題來源20-21
• 第二章 介質(zhì)阻擋放電反應(yīng)器21-25
• 2.1 介質(zhì)阻擋放電反應(yīng)器的電極結(jié)構(gòu)21-22
• 2.2 介質(zhì)阻擋放電反應(yīng)器的研究進展22-25
• 第三章 實驗裝置及實驗方法25-30
• 3.1 實驗藥品與儀器設(shè)備25-26
• 3.1.1 實驗藥品25
• 3.1.2 實驗儀器設(shè)備25-26
• 3.2 實驗系統(tǒng)流程及實驗裝置26-27
• 3.2.1 實驗裝置系統(tǒng)圖26
• 3.2.2 介質(zhì)阻擋放電反應(yīng)器結(jié)構(gòu)圖26-27
• 3.3 實驗測試方法27-28
• 3.3.1 甲醛濃度測試及降解率的計算27
• 3.3.2 O_3、CO和CO_2濃度的測定27-28
• 3.4 催化劑的制備28-29
• 3.4.1 Mn/γ-Al_2O_3，Mn/5A分子篩催化劑的制備28
• 3.4.2 Mn，，F(xiàn)e，Cu/ 5A分子篩催化劑的制備28
• 3.4.3 Ce-Mn/5A分子篩、La-Mn/5A分子篩催化劑的制備28-29
• 3.5 催化劑掃描電子顯微鏡的表征29-30
• 第四章 雙極性高壓脈沖介質(zhì)阻擋放電降解甲醛的實驗研究30-38
• 4.1 實驗結(jié)果與分析30-37
• 4.1.1 脈沖電壓的影響30-31
• 4.1.2 脈沖重復(fù)頻率的影響31-33
• 4.1.3 放電間隙的影響33-34
• 4.1.4 氣體流量的影響34-36
• 4.1.5 甲醛初始質(zhì)量濃度的影響36-37
• 4.2 本章小結(jié)37-38
• 第五章 雙極性高壓脈沖DBD協(xié)同催化劑降解甲醛的實驗研究38-57
• 5.1 催化劑載體的選擇38-41
• 5.1.1 不同載體負載Mn對甲醛降解率的影響39
• 5.1.2 不同載體負載Mn對臭氧生成量的影響39-40
• 5.1.3 催化劑SEM的表征結(jié)果與分析40-41
• 5.2 活性組分的選擇41-45
• 5.2.1 活性組分對甲醛降解率的影響42
• 5.2.2 活性組分對臭氧生成量的影響42-43
• 5.2.3 催化劑SEM表征結(jié)果與分析43-45
• 5.3 Mn的負載量的確定45-48
• 5.3.1 Mn的負載量對甲醛降解率的影響45-46
• 5.3.2 Mn的負載量對臭氧生成量的影響46
• 5.3.3 催化劑SEM表征結(jié)果與分析46-48
• 5.4 摻雜稀土元素La、Ce48-52
• 5.4.1 摻雜稀土元素La、Ce對甲醛降解率的影響49
• 5.4.2 摻雜稀土元素La、Ce對臭氧生成量的影響49-50
• 5.4.3 催化劑SEM表征結(jié)果與分析50-52
• 5.5 Ce摻雜量的確定52-55
• 5.5.1 Ce的摻雜量對甲醛降解率的影響52
• 5.5.2 Ce摻雜量對臭氧生成量的影響52-54
• 5.5.3 催化劑SEM表征結(jié)果與分析54-55
• 5.6 本章小結(jié)55-57
• 第六章 雙極性高壓脈沖DBD協(xié)同催化降解甲醛的機理探討57-61
• 6.1 主要活性物質(zhì)的產(chǎn)生與作用57-59
• 6.1.1 甲醛分子與高能電子的碰撞57-58
• 6.1.2 氧原子（O）的產(chǎn)生及作用58
• 6.1.3 羥基自由基（OH）的產(chǎn)生及作用58
• 6.1.4 臭氧的產(chǎn)生及作用58-59
• 6.2 催化劑的作用59-61
• 第七章 結(jié)論與展望61-64
• 7.1 主要研究成果及結(jié)論61-62
• 7.2 存在的問題及展望62-64
• 參考文獻64-70
• 致謝70-71
• 攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果71-72

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