低溫等離子體聯(lián)合表面酸化TiO2催化劑降解油漆廢氣的研究.pdf

1、揮發(fā)性有機物(VOCs)的排放是城市及周邊地區(qū)光化學煙霧和氣溶膠形成的主要原因，使得環(huán)境污染問題日益嚴峻，因此VOCs處理技術的研究得到了越來越多的關注。雖然吸附、直接燃燒和催化燃燒等技術能夠有效地除去VOCs，但是當處理廢氣的VOCs濃度低于100ppm時，傳統(tǒng)技術就會面臨性價比較低等經濟性問題。此外，VOCs在處理過程中的徹底降解仍需改善。經過長時間的研究和工業(yè)試驗，低溫等離子體(NTP)聯(lián)合催化技術被認為是解決以上問題的有效方法。

2、常溫常壓下就可以工作的NTP技術由于引發(fā)快和能產生大量活性粒子而具有高能效特性，通過與適當催化劑進行組合則可以促進VOCs的徹底降解。本文對TiO2催化劑進行負載H3PO3表面酸化處理，并用螺旋電極取代直線電極對傳統(tǒng)的線-筒式介質阻擋放電反應器重新設計，應用于油漆噴涂工藝廢氣中目標污染物二甲苯的降解，得到的主要研究結論如下:
　　(1)酸化處理增加了TiO2催化劑表面的Lewis和Bronsted酸性位點，使得催化劑活性明顯提高，

3、當H3PO3負載量為0.5wt％時，L酸度由0.018 mmol/g增加到0.045 mmol/g，B酸度由0.002 mmol/g增加到0.015 mmol/g。L酸位點可以促進O3在催化劑表面分解生成*O，加速VOCs分子的氧化;B酸位點可以提供H+，弱化苯環(huán)的穩(wěn)定結構。電壓為14 kV時，未處理和表面酸化的TiO2催化劑的二甲苯降解效率分別為86.00％和92.48％，COx選擇性分別為95.16％和98.53％。尾氣紅外分析顯示

4、，部分未徹底降解的二甲苯會轉化成甲醛等低碳小分子化合物，并沒有像單一催化過程那樣生成苯酚或者其它保留有苯環(huán)結構的副產物。
　　(2)處理氣量增加會降低反應器內的能量輸入密度和廢氣停留時間，使得二甲苯的降解效率明顯下降。電壓為14 kV，停留時間為9.04，6.46和5.02 s時，未處理TiO2催化劑的二甲苯降解效率分別為85.97％，79.12％和68.85％，表面酸化TiO2催化劑的降解效率分別為92..48％，87.45％和