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，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(jié)合催化技術(shù)（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(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(shù)。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(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(jié)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(jié)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(guān)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(jié)合實驗結(jié)果對納米纖維催化劑對VOCs的

5、催化反應(yīng)機理進行了分析，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: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(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TPC系統(tǒng)結(jié)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