低溫等離子體降解VOCs的DBD反應(yīng)器優(yōu)化探索和產(chǎn)物分析.pdf

1、揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCs）對環(huán)境造成的危害是繼氮氧化物、硫化物之后的又一主要污染源。VOCs易揮發(fā)性及有毒性，給人類居住環(huán)境造成不可估量的傷害。近些年來，隨著處理技術(shù)的發(fā)展，低溫等離子體作為一種適用于各種VOCs的高效率降解技術(shù)，得到廣泛的重視和研究。
　　本文為了探索優(yōu)化低溫離子體降解VOCs技術(shù)的方向和途徑，通過同軸圓柱和平板兩種類型放電腔對DBD等離子體降解甲苯進(jìn)行研究，對比了不同放電結(jié)構(gòu)下的降解效率，定性和定量地分析了中

2、間副產(chǎn)物，并對降解途徑進(jìn)行了分析。研究結(jié)果表明：
　　（1）對比研究了圓柱和平板放電腔在相同能量密度及相同放電體積下，DBD放電裝置對甲苯的降解效果。結(jié)果顯示圓柱放電腔具有更好的降解效率、碳平衡和碳選擇性及更好的能量效率。
　?。?）利用GC和GC-MS對兩種結(jié)構(gòu)下的反應(yīng)產(chǎn)物成份進(jìn)行測量和分析，發(fā)現(xiàn)了兩種結(jié)構(gòu)下產(chǎn)物出現(xiàn)順序的異同及其與放電功率間的聯(lián)系，并結(jié)合簡單的靜態(tài)電場計算和甲苯的鍵能結(jié)構(gòu)，得出DBD降解產(chǎn)物與等離子體電子

3、能量相關(guān)聯(lián)。隨著能量密度的增加兩種放電腔形成的副產(chǎn)物逐漸增多，最終產(chǎn)物類型一致，都是甲酸、乙酸、丙酮、苯、苯甲醛和硝酸甲酯。同時，由于化學(xué)鍵能及高能電子的影響，這些產(chǎn)物產(chǎn)生順序為：苯甲醛→苯→甲酸、乙酸和硝酸甲酯→丙酮，由于生產(chǎn)苯甲醛、苯、甲酸、硝酸甲酯和乙酸所需的能量相差不大，實驗測得為同時產(chǎn)生。
　　（3）研究了同軸圓柱放電腔結(jié)構(gòu)尺寸對甲苯降解效率的影響。研究介質(zhì)厚度和尺寸大小對降解效率的影響，結(jié)果顯示在同電壓下，薄的介質(zhì)有利

4、于甲苯的降解效率，同時中型尺寸的圓柱放電腔具有相對較好的降解效率和能量效率。
　?。?）嘗試?yán)醚趸饘賮硖岣逥BD等離子體降解VOCs效率。選擇ZrO2和MgO涂層添加于內(nèi)平板放電腔下，研究其對甲苯降解和產(chǎn)物的影響。結(jié)果顯示涂層能有效提高甲苯的降解效率和能量效率，ZrO2涂層下最大能量效率提高了79％，MgO涂層的最大能量效率提高了33%。結(jié)果還顯示ZrO2涂層在降解效率和能量效率上明顯好于MgO涂層，但O3濃度較高。而MgO涂