泡沫金属复合型催化剂的制备及其在VOCs去除中的机制研究摘要
随着我国城市规模的不断扩张及工业化的持续推进,大气污染问题日趋严重,VOCs作为重要污染物,其排放量与日俱增。因此,对其控制成为了我国大气污染防治的重要任务。以吸附法和燃烧法为代表的传统方法能有效地处理高浓度VOCs污染气体,而对于难以去除的低浓度、大流量VOCs污染气体,低温等离子体技术则是当前最具应用前景的技术之一。然而该技术存在CO2选择性差及副产物较多等问题,阻碍其工业应用,低温等离子体联合催化脱除VOCs技术为其提供新的研究方向。本文以二甲苯作为研究对象,选取具有网状立体结构及较高孔隙率的泡沫金属镍作为催化剂载体,价格低廉且易得的针铁矿作为催化剂的活性组分,开展了低温等离子体联合负载型催化剂处理二甲苯的实验研究。分析了低温等离子体放电功率、二甲苯初始浓度、催化剂用量、负载量等因素对二甲苯降解效果的影响并阐述其机理。实验结果表明,针铁矿/泡沫金属镍负载型催化剂显著提高了低温等离子体对二甲苯的降解率和对CO/CO2的选择性,并减少了副产物。本文取得的主要结果如下:(1)在低温等离子体单独脱除二甲苯研究中,当放电功率为80W,进气量为700 mL/m3,初始浓度为600ppm时,二甲苯的总去除效率达到68.19%。(2)在低温等离子体联合泡沫镍脱除二甲苯研究中,泡沫金属镍的孔隙率与用量对二甲苯的脱除起到促进作用。当孔隙率为90ppi,用量为1.67g时,二甲苯的去除效率最佳,二甲苯的总去除效率达到83.87%。(3)在低温等离子体联合针铁矿@泡沫金属镍催化剂脱除二甲苯的研究中,当针铁矿处于最佳负载条件时,即焙烧时间为5min,焙烧功率为60W,焙烧氧通量为60mL/min,针铁矿负载量为5%,针铁矿的加入使二甲苯的总去除效率达到97.11%、CO/CO2的选择性达到87.2%。
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