近年來(lái),我國(guó)的大氣環(huán)境污染形勢(shì)仍然十分嚴(yán)峻,以PM2.5為特征的霧霾天氣對(duì)環(huán)境和人類健康造成極大危害。揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCs）和細(xì)顆粒物（PMs）作為重要的大氣污染源,其控制和治理迫在眉睫。在現(xiàn)有的治理方法中,催化氧化是降解VOCs切實(shí)可行的處理技術(shù);膜過(guò)濾技術(shù)則是高效的PMs捕集凈化技術(shù)。然而,在復(fù)合污染條件下,大氣具有更強(qiáng)的PM2.5生成趨勢(shì),開展集除塵與催化一體化的處理模式對(duì)工業(yè)源復(fù)雜煙氣多污染控制顯得至關(guān)重要,也是目前大氣污染治理技術(shù)的重要發(fā)展方向。多孔陶瓷膜是一種新型的無(wú)機(jī)分離膜材料,具有耐高溫、耐酸堿腐蝕、機(jī)械強(qiáng)度高、耐熱沖擊性良好、可再生、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn),在大氣污染治理領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景,已成為高溫氣體凈化領(lǐng)域中實(shí)現(xiàn)氣固分離的關(guān)鍵部件。此外,多孔陶瓷膜可提供豐富的孔道和大比表面積,具有優(yōu)良的催化劑負(fù)載條件。通過(guò)對(duì)陶瓷膜負(fù)載催化劑活性組分,可組裝成陶瓷基整體式催化劑,不僅可以過(guò)濾細(xì)顆粒物,還可以用來(lái)催化降解VOCs,可實(shí)現(xiàn)陶瓷膜的除塵和催化功能耦合。傳統(tǒng)顆粒堆積成型的多孔陶瓷膜,因孔隙率較低、壓降大、尺寸難調(diào)、自重大而其結(jié)構(gòu)需進(jìn)一步優(yōu)化。本課題采用莫來(lái)石纖維作基體材... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所)北京市

【文章頁(yè)數(shù)】：157 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１．２非對(duì)稱多孔陶瓷膜過(guò)濾管的結(jié)構(gòu)??

?多孔莫來(lái)石纖維陶瓷膜制備及其除塵／催化耦合功能???言，非對(duì)稱多孔陶瓷膜的過(guò)濾是集表面過(guò)濾和深層過(guò)濾相結(jié)合的一種過(guò)濾方式，??如圖１．３所示。對(duì)于陶瓷纖維過(guò)濾膜而言，因陶瓷纖維的致密化的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，??氣體在材料內(nèi)部的流通路徑是彎曲的，其實(shí)際流通路徑比膜厚度要長(zhǎng)許多倍。當(dāng)??含塵氣體通過(guò)過(guò)濾材料時(shí)，直徑大于過(guò)濾膜孔徑的大顆粒會(huì)被直接截留在陶瓷膜??過(guò)濾層表面；細(xì)顆粒物即小于陶瓷膜孔徑的小顆粒，在氣體的連續(xù)＾０１的作用下??透過(guò)膜表面進(jìn)入內(nèi)部，但也會(huì)被纖維陶瓷膜內(nèi)部彎曲的孔道吸附攔截，達(dá)到過(guò)濾??凈化效果。纖維陶瓷膜的直接過(guò)濾一般以表面過(guò)濾和深層過(guò)濾相結(jié)合。對(duì)于陶瓷??纖維非對(duì)稱過(guò)濾膜而言，由于其過(guò)濾層孔徑較小，與過(guò)濾氣體中的粉塵大小相接??近，因此其過(guò)濾機(jī)理主要以表面過(guò)濾為主［５８］。??麝—／Ｖ??．?＊?＊??－＊?ｓ?？??４?＇／?＊?奢，?Ｆｅｅｄ??Ｉ?＊?＊?＊?＊?＊?＊?■?Ｐａｒｔｉｃｌｅ?ｂｕｉｌｄ－ｕｐ??７?／?？，?雪?ｏｎ?ｍｅｍｂｒａｎｅ??＾?Ａ?ｉ?Ｍ?＾?＊?▼?ｓｕｒｆａｃｅ??Ｕｎｔｅｒｃｅｐｆｉｏｎ?ｇ??２．ｉｎｅｒｔｉａｌ?ｉｍｐａｃｔｉｏｎ??３．?Ｂｉｘｍｎｉａｎ?ｄｉｉｆｕｓｉｏｎ?Ｐａｒｔｉｃｌｅ－ｆｒｓｏ?ｐｅｒｍｅａｔｅ??圖１．３多孔陶瓷膜過(guò)濾機(jī)理示意圖??Ｆｉｇｕｒｅ?１．３?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍ?ｏｆ?ｃｅｒａｍｉｃ?ｍｅｍｂｒａｎｅ??陶瓷膜的過(guò)濾性能一般可以通過(guò)過(guò)濾精度和過(guò)濾阻力來(lái)表示。影響陶瓷膜過(guò)??濾精度的主要因素是過(guò)濾膜的孔徑大小及分布。對(duì)于同

供更高的反應(yīng)溫度或更低的??體積空速來(lái)提高ＶＯＣｓ的催化氧化效率ｔ１４１」４氣多孔陶瓷膜載體可以避免上述催??化活性相分散不均勻的問(wèn)題，且增加氣流中的湍流和徑向混合現(xiàn)象，從而可以有??效減少蜂窩式催化劑中的層流和傳質(zhì)問(wèn)題，對(duì)ＶＯＣｓ的高效催化氧化具有更好的??應(yīng)用前景。Ｌｕｏ等人［１４（）］通過(guò)浸漬法對(duì)堇青石蜂窩陶瓷涂覆了?Ｃｅ０２－Ｙ２０３?（ＣＹ）??的涂層，并將其用作載體來(lái)制備Ｐｄ基整體式催化劑，用于甲苯完全氧化。結(jié)果??表明，ＣＹ涂層具有良好的附著力和更高的抗振動(dòng)性和耐熱性（圖１．４），并可以??將Ｐｄ很好地固定在堇青石蜂窩骨架上。在５００?°Ｃ煅燒的Ｐｄ７ＣＹ催化劑，在２１０?°Ｃ??下獲得９９％的甲苯轉(zhuǎn)化率，且性能在３０ｈ的反應(yīng)時(shí)間內(nèi)保持了穩(wěn)定。??＿＿??圖１．４?５００°Ｃ下煅燒所得樣品的ＳＥＭ圖（ａ）堇青石基底；（ｂ）?ＣＹ／堇青石??Ｆｉｇｕｒｅ?１．４?ＳＥＭ?ｏｆ?ＣＹ?ｗａｓｈｃｏａｔ／ｓｕｂｓｔｒａｔｅ?ａｎｄ?ｓｕｂｓｔｒａｔｅ?ｃａｌｃｉｎｅｄ?ａｔ?５００?°Ｃ：?（ａ）?ｓｕｂｓｔｒａｔｅ??ａｎｄ?（ｂ）?ＣＹ?ｗ?ａｓｈｃｏａｔ／ｓｕｂｓｔｒａｔｅ??２８??

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3518441