微波光化學協(xié)同催化降解油煙中VOCs研究.pdf

1、中國獨特的餐飲習慣導致烹飪過程中不可避免會產(chǎn)生較多致癌或致突變的物質(zhì)。近幾年，有關環(huán)保部門頒布了相關政策并希望對油煙污染進行凈化。油煙的傳統(tǒng)凈化技術(shù)存在著能耗較高并且裝置構(gòu)型復雜、存在二次污染的問題。本論文采用微波光化學協(xié)同催化降解的新興技術(shù)，可以將油煙中的VOCs轉(zhuǎn)化為小分子物質(zhì)，降解效率較高。
　　本文將二氧化鈦作為載體，使用共沉淀法引入銅錳元素制成銅錳氧化物-二氧化鈦復合催化劑(CuxMny/TiO2)。為進行對比，制備了錳

2、-分子篩-二氧化鈦復合催化劑材料(Mn-ZSM-5/TiO2)。本文通過TEM、TGA、XRD、XPS、ICP、H2-TPR等多種表征手段對催化劑進行結(jié)構(gòu)及特性的表征，探尋多種制備條件對催化劑形貌及結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明，在銅錳原子比為1∶1，負載量為30％時，45℃下制備，500℃下煅燒，制備的CuxMny/TiO2催化劑具有最佳的表面形貌及結(jié)構(gòu)特點。當反應溫度為60℃，焙燒溫度為400℃，TiO2負載量為25％時，Mn-ZSM-5/T

3、iO2表現(xiàn)出了良好的形貌特征。
　　選取正己醛作為油煙中的特征污染物，發(fā)現(xiàn)CuxMny/TiO2在催化性能上要優(yōu)于Mn-ZSM-5/TiO2，故采用CuxMny/TiO2作為反應工況探索催化劑。先后研究了氧氣含量、正己醛的初始濃度、氣氛含水量以及正己醛初始濃度、反應溫度、氧氣開關效應等多因素對正己醛去除率的影響。結(jié)果表明，添加H2O解離出的少部分羥基自由基在低水汽濃度范圍能夠促進降解反應進行，但當水汽含量與正己醛初始濃度上升時會形

4、成競爭吸附不利于反應進行;水汽在較低反應溫度時對催化活性有絕對性的抑制作用，而隨著反應溫度上升，水汽的影響逐漸降低。
　　將微波無極光引入體系，發(fā)現(xiàn)其與催化燃燒降解具有一定的協(xié)同作用，研究了在單獨光解，單獨催化燃燒，以及協(xié)同系統(tǒng)下的正己醛降解機理，發(fā)現(xiàn)微波無極光主要能提供羥基自由基，得到較多酸類產(chǎn)物，而催化燃燒提供催化氧化作用，在兩者協(xié)同作用作用下，產(chǎn)生較多小分子酸或者醇，并且使得縮醛類物質(zhì)進一步分解，進而達到充分催化降解正己醛使