本文選題：介質(zhì)阻擋放電　切入點(diǎn)：反應(yīng)產(chǎn)物　出處：《東華大學(xué)》2017年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

【摘要】：揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOCs)對(duì)環(huán)境造成的危害是繼氮氧化物、硫化物之后的又一主要污染源。VOCs易揮發(fā)性及有毒性,給人類(lèi)居住環(huán)境造成不可估量的傷害。近些年來(lái),隨著處理技術(shù)的發(fā)展,低溫等離子體作為一種適用于各種VOCs的高效率降解技術(shù),得到廣泛的重視和研究。本文為了探索優(yōu)化低溫離子體降解VOCs技術(shù)的方向和途徑,通過(guò)同軸圓柱和平板兩種類(lèi)型放電腔對(duì)DBD等離子體降解甲苯進(jìn)行研究,對(duì)比了不同放電結(jié)構(gòu)下的降解效率,定性和定量地分析了中間副產(chǎn)物,并對(duì)降解途徑進(jìn)行了分析。研究結(jié)果表明:(1)對(duì)比研究了圓柱和平板放電腔在相同能量密度及相同放電體積下,DBD放電裝置對(duì)甲苯的降解效果。結(jié)果顯示圓柱放電腔具有更好的降解效率、碳平衡和碳選擇性及更好的能量效率。(2)利用GC和GC-MS對(duì)兩種結(jié)構(gòu)下的反應(yīng)產(chǎn)物成份進(jìn)行測(cè)量和分析,發(fā)現(xiàn)了兩種結(jié)構(gòu)下產(chǎn)物出現(xiàn)順序的異同及其與放電功率間的聯(lián)系,并結(jié)合簡(jiǎn)單的靜態(tài)電場(chǎng)計(jì)算和甲苯的鍵能結(jié)構(gòu),得出DBD降解產(chǎn)物與等離子體電子能量相關(guān)聯(lián)。隨著能量密度的增加兩種放電腔形成的副產(chǎn)物逐漸增多,最終產(chǎn)物類(lèi)型一致,都是甲酸、乙酸、丙酮、苯、苯甲醛和硝酸甲酯。同時(shí),由于化學(xué)鍵能及高能電子的影響,這些產(chǎn)物產(chǎn)生順序?yàn)?苯甲醛→苯→甲酸、乙酸和硝酸甲酯→丙酮,由于生產(chǎn)苯甲醛、苯、甲酸、硝酸甲酯和乙酸所需的能量相差不大,實(shí)驗(yàn)測(cè)得為同時(shí)產(chǎn)生。(3)研究了同軸圓柱放電腔結(jié)構(gòu)尺寸對(duì)甲苯降解效率的影響。研究介質(zhì)厚度和尺寸大小對(duì)降解效率的影響,結(jié)果顯示在同電壓下,薄的介質(zhì)有利于甲苯的降解效率,同時(shí)中型尺寸的圓柱放電腔具有相對(duì)較好的降解效率和能量效率。(4)嘗試?yán)醚趸饘賮?lái)提高DBD等離子體降解VOCs效率。選擇Zr O_2和Mg O涂層添加于內(nèi)平板放電腔下,研究其對(duì)甲苯降解和產(chǎn)物的影響。結(jié)果顯示涂層能有效提高甲苯的降解效率和能量效率,Zr O_2涂層下最大能量效率提高了79%,Mg O涂層的最大能量效率提高了33%。結(jié)果還顯示Zr O_2涂層在降解效率和能量效率上明顯好于Mg O涂層,但O_3濃度較高。而Mg O涂層具有更好的碳平衡和碳選擇性,同時(shí)能降低O_3產(chǎn)生。
[Abstract]:VOCs is another major pollution source after nitrogen oxides and sulfides. VOCs are volatile and toxic, causing incalculable harm to human living environment in recent years. With the development of treatment technology, low temperature plasma, as a kind of high efficiency degradation technology suitable for various kinds of VOCs, has been widely paid attention to and studied. In order to explore the direction and way of optimizing low temperature ionomer degradation VOCs technology, The degradation of toluene by DBD plasma was studied by two types of discharge cavities, coaxial cylinder and flat plate. The degradation efficiency of toluene in different discharge structures was compared, and the intermediate by-products were analyzed qualitatively and quantitatively. The results show that the degradation of toluene in cylindrical and flat discharge cavities under the same energy density and same discharge volume is comparatively studied. With better degradation efficiency, Carbon balance and carbon selectivity and better energy efficiency. (2) using GC and GC-MS to measure and analyze the composition of the reaction products under the two structures, the similarities and differences of the order of occurrence of the products under the two structures and their relationship with the discharge power are found. Combined with the simple static electric field calculation and the bond energy structure of toluene, it is concluded that the degradation products of DBD are related to the electron energy of the plasma. With the increase of the energy density, the by-products formed by the two discharge cavities increase gradually, and the final products are of the same type. They are formic acid, acetic acid, acetone, benzene, benzaldehyde and methyl nitrate. At the same time, due to the influence of chemical bond energy and high energy electrons, these products are produced in the following order: benzaldehyde. 鈫払enzene. 鈫扚ormic acid, acetic acid and methyl nitrate. 鈫扐cetone, because the energy required to produce benzaldehyde, benzene, formic acid, methyl nitrate and acetic acid is not much different, The effect of the structure size of the coaxial cylindrical discharge cavity on the degradation efficiency of toluene was studied. The effect of the thickness and size of the medium on the degradation efficiency was studied. Thin medium is beneficial to the degradation efficiency of toluene. At the same time, the medium size cylindrical discharge cavity has relatively good degradation efficiency and energy efficiency. 4) the oxidation metal is used to improve the degradation efficiency of VOCs by DBD plasma. The ZrSnO2 and MgO coatings are added under the inner plate discharge cavity. The results show that the coating can effectively improve the degradation efficiency and energy efficiency of toluene. The maximum energy efficiency under Zr O 2 coating increases the maximum energy efficiency of 79mg O coating by 33%. The results show that the degradation efficiency and energy efficiency of ZR / SnO2 coating are better than that of MgO coating. Mg-O coating has better carbon balance and carbon selectivity, and can reduce the production of O _ (3) at the same time.
【學(xué)位授予單位】：東華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TQ052;X701

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本文編號(hào)：1586801