發(fā)布時間：2020-07-15 02:56

【摘要】：低溫等離子體(NTP)技術作為一種新型高級氧化技術,在環(huán)境治理領域有極大應用潛力,受到國內外學者的廣泛關注。沿面介質阻擋放電由于放電穩(wěn)定、結構簡單且能產生較大面積等離子體,在凈化氣體方面表現出獨特的優(yōu)勢。本論文通過在傳統(tǒng)沿面介質阻擋放電(DBD)結構的高壓電極側引入第三電極構成了新型三電極結構,并通過納秒脈沖耦合負直流電源激勵產生滑動型沿面放電等離子體,通過增大放電等離子體區(qū)域面積提高了凈化VOCs性能。搭建納秒脈沖滑動沿面放電的光電特性測量診斷平臺。對比了傳統(tǒng)沿面放電與滑動型沿面放電的光電特性,并研究了不同條件下的脈沖電壓幅值、直流電壓幅值對滑動放電光電特性的影響,考察了不同條件下的第二電極、第三電極的電壓電流特性并對其功率能量進行計算分析,通過放電圖像觀察分析放電的流光發(fā)展和發(fā)射光譜診斷活性物種的相對分布。研究結果表明:注入反應器能量主要來自納秒脈沖電源�；瑒有脱孛娣烹姰a生的活性物種在水平方向分布更為均勻,第三電極施加負直流電壓能夠有效延長等離子體區(qū)域長度。相比于傳統(tǒng)沿面放電,滑動型沿面放電有更大面積的等離子體及更均勻的活性粒子分布。開展了不同的載氣組分、氧氣含量及濕度等實驗條件滑動放電等離子體降解甲苯的研究,通過計算降解率、能量效率及礦化率等指標,對不同條件下的降解性能進行分析。通過單因素試驗選擇合適變量范圍,結合響應曲面BBD模型,考察了目標響應量降解率與獨立變量以及獨立變量之間的顯著性關系,進一步優(yōu)化了滑動放電等離子體降解甲苯的實驗條件。實驗結果證實滑動型沿面放電等離子體可以顯著提升甲苯的降解性能,結合響應曲面軟件分析可得脈沖電壓幅值對降解率的影響最大,其次是負直流電壓幅值、氧氣含量以及濕度。結合傅里葉紅外光譜和GC-MS分析,分析了降解甲苯副產物生成路徑,推測甲苯到苯甲醛再到苯甲酸到小分子是主要的降解路徑,其中苯甲醛、苯甲酸、甲醛和甲酸是降解甲苯過程中主要的副產物。與單一等離子體相比,滑動型放電等離子體協(xié)同Ag-Mn/γ-Al_2O_3催化劑對二甲苯有更好的降解和礦化性能。銀與錳氧化物的結合提高了催化劑表面吸附氧的含量和催化劑的氧化還原性能,有利于VOCs和有機中間體的深度氧化。在4.6W的放電功率下,Ag-Mn/γ-Al_2O_3(1:2)催化劑達到了91.5%的降解效率和80.1%的礦化率,并且催化劑的引入有效的抑制了副產物臭氧和氮氧化物的生成。
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：X701

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