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(jī)物(VOCs)的排放是城市及周邊地區(qū)光化學(xué)煙霧和氣溶膠形成的主要原因，使得環(huán)境污染問(wèn)題日益嚴(yán)峻，因此VOCs處理技術(shù)的研究得到了越來(lái)越多的關(guān)注。雖然吸附、直接燃燒和催化燃燒等技術(shù)能夠有效地除去VOCs，但是當(dāng)處理廢氣的VOCs濃度低于100ppm時(shí)，傳統(tǒng)技術(shù)就會(huì)面臨性價(jià)比較低等經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題。此外，VOCs在處理過(guò)程中的徹底降解仍需改善。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的研究和工業(yè)試驗(yàn)，低溫等離子體(NTP)聯(lián)合催化技術(shù)被認(rèn)為是解決以上問(wèn)題的有效方法。

2、常溫常壓下就可以工作的NTP技術(shù)由于引發(fā)快和能產(chǎn)生大量活性粒子而具有高能效特性，通過(guò)與適當(dāng)催化劑進(jìn)行組合則可以促進(jìn)VOCs的徹底降解。本文對(duì)TiO2催化劑進(jìn)行負(fù)載H3PO3表面酸化處理，并用螺旋電極取代直線電極對(duì)傳統(tǒng)的線-筒式介質(zhì)阻擋放電反應(yīng)器重新設(shè)計(jì)，應(yīng)用于油漆噴涂工藝廢氣中目標(biāo)污染物二甲苯的降解，得到的主要研究結(jié)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(diǎn)，使得催化劑活性明顯提高，

3、當(dāng)H3PO3負(fù)載量為0.5wt％時(shí)，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(diǎn)可以促進(jìn)O3在催化劑表面分解生成*O，加速VOCs分子的氧化;B酸位點(diǎn)可以提供H+，弱化苯環(huán)的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。電壓為14 kV時(shí)，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(huì)轉(zhuǎn)化成甲醛等低碳小分子化合物，并沒(méi)有像單一催化過(guò)程那樣生成苯酚或者其它保留有苯環(huán)結(jié)構(gòu)的副產(chǎn)物。
　　(2)處理氣量增加會(huì)降低反應(yīng)器內(nèi)的能量輸入密度和廢氣停留時(shí)間，使得二甲苯的降解效率明顯下降。電壓為14 kV，停留時(shí)間為9.04，6.46和5.02 s時(shí)，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