納米纖維催化劑結(jié)合低溫等離子體降解VOCs的研究.pdf

1、近年來(lái)，大氣環(huán)境污染形勢(shì)日益嚴(yán)峻，揮發(fā)性有機(jī)污染物(VOCs)作為其中最主要的污染物之一，不但具有致癌、致畸變的危害，部分VOCs甚至可形成光化學(xué)煙霧及PM2.5，造成二次污染。然而，VOCs的排放不但沒(méi)有緩和之勢(shì)，反而呈現(xiàn)總量逐年增加和成分越來(lái)越復(fù)雜的發(fā)展趨勢(shì)，因而對(duì)其排放的控制已經(jīng)刻不容緩。兩段式低溫等離子體結(jié)合催化技術(shù)（TPC）在處理較低濃度VOCs方面除了具有單獨(dú)等離子體作用時(shí)流程短、易控制、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)外，還具有效率高、能

2、耗較低、副產(chǎn)物較少等優(yōu)勢(shì)。但TPC系統(tǒng)所使用的傳統(tǒng)催化劑在降解VOCs的活性和分解副產(chǎn)物的性能方面都存在限制。本文針對(duì)以上限制，結(jié)合靜電紡絲的方法研制出了適用于兩段式低溫等離子體結(jié)合催化處理VOCs的高效納米纖維催化劑，并且探究了有關(guān)納米纖維催化劑性質(zhì)活性等特征，研究了VOCs在僅有低溫等離子體作用時(shí)和加入納米纖維催化劑后的相關(guān)反應(yīng)規(guī)律。
　　第一章為本文的背景介紹及相關(guān)文獻(xiàn)綜述，首先介紹了VOCs的危害、排放趨勢(shì)以及現(xiàn)有的處理技

3、術(shù)。之后重點(diǎn)介紹了催化氧化降解VOCs的催化劑和用于制備納米纖維催化劑的靜電紡絲方法;低溫等離子體的相關(guān)概念、產(chǎn)生及應(yīng)用;低溫等離子體結(jié)合催化劑技術(shù)在降解VOCs方面的研究和應(yīng)用情況。最后針對(duì)現(xiàn)有兩段式TPC系統(tǒng)中催化劑存在的問(wèn)題提出了采用等離子體結(jié)合納米纖維催化劑的方法進(jìn)行對(duì)VOCs降解的研究思路。
　　第二章是對(duì)實(shí)驗(yàn)中使用的材料及儀器，實(shí)驗(yàn)的裝置及流程，測(cè)試方法做了較為詳盡的說(shuō)明。其中不但介紹了納米纖維催化劑制備及降解VOCs

4、實(shí)驗(yàn)裝置、流程、表征方法及活性測(cè)試方法，也介紹了納米纖維催化劑結(jié)合低溫等離子體降解VOCs實(shí)驗(yàn)裝置、流程、放電參數(shù)及副產(chǎn)物測(cè)試方法。
　　第三章為納米纖維催化劑對(duì)VOCs的降解相關(guān)研究。首先說(shuō)明了不同Cu/(Cu+Ce)摩爾比的CuCeOx納米纖維催化劑(NFs)的制備方法。然后對(duì)納米纖維催化劑進(jìn)行了SEM、EDX、TEM、XRD、XPS、H2-TPR和氮?dú)馕矫摳奖碚餮芯恳约盎钚詼y(cè)試。最后結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)納米纖維催化劑對(duì)VOCs的

5、催化反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了分析，結(jié)果表明優(yōu)選出的Cu0.50-NFs納米纖維催化劑具有高催化氧化丙酮活性的原因可歸結(jié)為以下三點(diǎn):第一，具有納米級(jí)的纖維形貌和較大的比表面積;第二，具有豐富的氧空位;第三，具有較多的非常價(jià)態(tài)的過(guò)渡金屬離子。
　　第四章為兩段式等離子體結(jié)合納米纖維催化劑降解VOCs的研究。主要是將所制備的納米纖維催化劑與低溫等離子體技術(shù)通過(guò)TPC系統(tǒng)結(jié)合，分別測(cè)試僅有低溫等離子體作用和加入納米纖維催化劑后，放電峰值電壓、初始濃