納米纖維催化劑結合低溫等離子體降解VOCs的研究.pdf

1、近年來，大氣環(huán)境污染形勢日益嚴峻，揮發(fā)性有機污染物(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甚至可形成光化學煙霧及PM2.5，造成二次污染。然而，VOCs的排放不但沒有緩和之勢，反而呈現(xiàn)總量逐年增加和成分越來越復雜的發(fā)展趨勢，因而對其排放的控制已經(jīng)刻不容緩。兩段式低溫等離子體結合催化技術（TPC）在處理較低濃度VOCs方面除了具有單獨等離子體作用時流程短、易控制、適用范圍廣等優(yōu)點外，還具有效率高、能

2、耗較低、副產(chǎn)物較少等優(yōu)勢。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。本文針對以上限制，結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合催化處理VOCs的高效納米纖維催化劑，并且探究了有關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和加入納米纖維催化劑后的相關反應規(guī)律。
　　第一章為本文的背景介紹及相關文獻綜述，首先介紹了VOCs的危害、排放趨勢以及現(xiàn)有的處理技

3、術。之后重點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概念、產(chǎn)生及應用;低溫等離子體結合催化劑技術在降解VOCs方面的研究和應用情況。最后針對現(xiàn)有兩段式TPC系統(tǒng)中催化劑存在的問題提出了采用等離子體結合納米纖維催化劑的方法進行對VOCs降解的研究思路。
　　第二章是對實驗中使用的材料及儀器，實驗的裝置及流程，測試方法做了較為詳盡的說明。其中不但介紹了納米纖維催化劑制備及降解VOCs

4、實驗裝置、流程、表征方法及活性測試方法，也介紹了納米纖維催化劑結合低溫等離子體降解VOCs實驗裝置、流程、放電參數(shù)及副產(chǎn)物測試方法。
　　第三章為納米纖維催化劑對VOCs的降解相關研究。首先說明了不同Cu/(Cu+Ce)摩爾比的CuCeOx納米纖維催化劑(NFs)的制備方法。然后對納米纖維催化劑進行了SEM、EDX、TEM、XRD、XPS、H2-TPR和氮氣吸附脫附表征研究以及活性測試。最后結合實驗結果對納米纖維催化劑對VOCs的

5、催化反應機理進行了分析，結果表明優(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為以下三點:第一，具有納米級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，具有較多的非常價態(tài)的過渡金屬離子。
　　第四章為兩段式等離子體結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通過TPC系統(tǒng)結合，分別測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