【摘要】：本論文研究將等離子體技術運用于染料污水處理和CO_2資源化利用。實驗根據等離子體反應的特性,與催化劑相結合,利用等離子體與催化劑協同效應來增加染料污水的降解率和CO_2碳資源利用率。實驗在介質阻擋放電等離子體反應裝置中常溫常壓下降解甲基橙染料,結果顯示有明顯的降解效果,加入MIL-101系列催化劑后,等離子體與催化劑產生協同效應,促進了甲基橙降解反應。研究發(fā)現,相對于分別單獨的DBD降解,或MIL-101下紫外光照降解,甲基橙在MIL-101下用DBD的降解率分別提高了20%和40%。實驗結果揭示,在本反應體系中,MIL-101是一種性能良好的催化劑,與DBD等離子體具有良好的協同效應,能促進甲基橙的降解。對反應影響因素研究結果表明,反應過程中溶液的濃度、空氣流量、放電電壓、催化劑用量等對甲基橙的降解有一定影響。在放電電壓22 kV,0.6 g/L催化劑用量,120mL/min的空氣流速的優(yōu)化條件下,10 min可以降解92%的110 mg/L的甲基橙溶液。以具有良好穩(wěn)定性,光催化性能的MIL-101作為催化劑載體,將氧化鐵負載在催化劑上,制備了Fe_2O_3/MIL-101,經相關催化劑表征可知,負載在MIL-101上的氧化鐵顆粒粒徑大約在5 nm到10 nm之間,且在催化劑表面分布均勻。Fe_2O_3/MIL-101催化劑下,在放電電壓22 kV,0.3 g/L催化劑用量,120 m L/min的空氣流速的優(yōu)化條件下,10 min可以降解90%的150 mg/L的甲基橙溶液,表明負載氧化鐵型催化劑可明顯提高甲基橙降解的效率。二氧化碳是全球儲量最為豐富的的碳資源。在石油危機和二氧化碳排放日趨增加的背景下,將CO_2與水汽轉化為燃料或高附加值化學品具有十分重要的意義。將廢物(溫室氣體)轉化成新原料(燃料或高附加值化學品)符合可持續(xù)發(fā)展的概念。本實驗以CO_2和水作為原料,在DBD等離子體和催化劑的共同作用下,對CO_2進行活化轉化。實驗結果表明,在反應時間15 min內,可以對二氧化碳進行活化,同時有CO,H_2和CH_4等產物生成。研究發(fā)現,放電電壓對反應產物產率有很大影響,過高或者過低的放電電壓都不適合CO_2的轉化;甲烷的產生不僅與催化劑,放電電壓有關,還與氫氣的產量有關;在催化劑10%MoO_3/Al_2O_3和等離子體的共同作用下,二氧化碳的轉化率可達57%;在催化劑3%RuO_2/Al_2O_3的作用下,實現對甲烷的最大產率5.6%。
【圖文】：

光催化反應原理圖

圖 1-2 金屬納米粒子負載與 MOFS中用 MOFs 材料具有較大的比表面積和高的孔隙率的特性，可以將為載體，在合適的負載方法下，在 MOFs 的表面和孔道內部負載上渡金屬或者金屬氧化物等具有催化活性的客體分子，，如圖 1-2 所
【學位授予單位】：南昌大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：O643.3;X70

【參考文獻】

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本文編號：2704630