發(fā)布時(shí)間：2017-08-06 03:22

  本文關(guān)鍵詞：微波光化學(xué)協(xié)同催化降解油煙中VOCs研究

  更多相關(guān)文章： Cu_xMn_y/TiO_2 活性組份 催化氧化 光降解 正己醛

【摘要】：中國(guó)獨(dú)特的餐飲習(xí)慣導(dǎo)致烹飪過(guò)程中不可避免會(huì)產(chǎn)生較多致癌或致突變的物質(zhì)。近幾年,有關(guān)環(huán)保部門頒布了相關(guān)政策并希望對(duì)油煙污染進(jìn)行凈化。油煙的傳統(tǒng)凈化技術(shù)存在著能耗較高并且裝置構(gòu)型復(fù)雜、存在二次污染的問(wèn)題。本論文采用微波光化學(xué)協(xié)同催化降解的新興技術(shù),可以將油煙中的VOCs轉(zhuǎn)化為小分子物質(zhì),降解效率較高。本文將二氧化鈦?zhàn)鳛檩d體,使用共沉淀法引入銅錳元素制成銅錳氧化物-二氧化鈦復(fù)合催化劑(Cu_xMn_y/TiO_2)。為進(jìn)行對(duì)比,制備了錳-分子篩-二氧化鈦復(fù)合催化劑材料(Mn-ZSM-5/TiO_2)。本文通過(guò)TEM、TGA、XRD. XPS、ICP、H2-TPR等多種表征手段對(duì)催化劑進(jìn)行結(jié)構(gòu)及特性的表征,探尋多種制備條件對(duì)催化劑形貌及結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明,在銅錳原子比為1：1,負(fù)載量為30%時(shí),45℃下制備,500℃下煅燒,制備的Cu_xMn_y/TiO_2催化劑具有最佳的表面形貌及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。當(dāng)反應(yīng)溫度為60℃,焙燒溫度為400 ℃, TiO_2負(fù)載量為25%時(shí),Mn-ZSM-5/TiO_2表現(xiàn)出了良好的形貌特征。選取正己醛作為油煙中的特征污染物,發(fā)現(xiàn)Cu_xMn_y/TiO_2在催化性能上要優(yōu)于4n-ZSM-5/TiO_2,故采用Cu_xMn_y/TiO_2作為反應(yīng)工況探索催化劑。先后研究了氧氣含量、正己醛的初始濃度、氣氛含水量以及正己醛初始濃度、反應(yīng)溫度、氧氣開關(guān)效應(yīng)等多因素對(duì)正己醛去除率的影響。結(jié)果表明,添加H20解離出的少部分羥基自由基在低水汽濃度范圍能夠促進(jìn)降解反應(yīng)進(jìn)行,但當(dāng)水汽含量與正己醛初始濃度上升時(shí)會(huì)形成競(jìng)爭(zhēng)吸附不利于反應(yīng)進(jìn)行;水汽在較低反應(yīng)溫度時(shí)對(duì)催化活性有絕對(duì)性的抑制作用,而隨著反應(yīng)溫度上升,水汽的影響逐漸降低。將微波無(wú)極光引入體系,發(fā)現(xiàn)其與催化燃燒降解具有一定的協(xié)同作用,研究了在單獨(dú)光解,單獨(dú)催化燃燒,以及協(xié)同系統(tǒng)下的正己醛降解機(jī)理,發(fā)現(xiàn)微波無(wú)極光主要能提供羥基自由基,得到較多酸類產(chǎn)物,而催化燃燒提供催化氧化作用,在兩者協(xié)同作用作用下,產(chǎn)生較多小分子酸或者醇,并且使得縮醛類物質(zhì)進(jìn)一步分解,進(jìn)而達(dá)到充分催化降解正己醛使其無(wú)害化的目的。
【關(guān)鍵詞】：Cu_xMn_y/TiO_2 活性組份 催化氧化 光降解 正己醛
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：X701;O643.3
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-16
• 第一章 緒論16-32
• 1.1 研究背景16-20
• 1.1.1 餐飲油煙對(duì)人體健康的危害17-18
• 1.1.2 油煙中的主要特征污染物18-20
• 1.2 含醛類廢氣氣體的處理方法及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀20-24
• 1.2.1 吸附法20-21
• 1.2.2 化學(xué)吸收法21
• 1.2.3 生物處理法21-22
• 1.2.4 等離子體法22
• 1.2.5 光催化氧化法22-23
• 1.2.6 催化氧化法23
• 1.2.7 含醛類氣體處理趨勢(shì)23-24
• 1.3 微波光化學(xué)協(xié)同催化氧化醛類污染物的研究進(jìn)展24-26
• 1.3.1 微波無(wú)極光化學(xué)的預(yù)處理效果24-25
• 1.3.2 臭氧協(xié)同催化氧化的研究進(jìn)展25-26
• 1.4 錳系催化劑的催化氧化醛類的研究進(jìn)展26-29
• 1.4.1 Mn-分子篩-TiO_2催化劑結(jié)構(gòu)及應(yīng)用26-27
• 1.4.2 Cu-Mn/TiO_2催化劑結(jié)構(gòu)及應(yīng)用27-29
• 1.5 研究目的意義及框架29-32
• 1.5.1 研究目的意義29
• 1.5.2 本論文的研究框架29-32
• 第二章 催化劑的制備工藝研究32-54
• 2.1 實(shí)驗(yàn)部分32-34
• 2.1.1 本章儀器32-33
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)使用材料33
• 2.1.3 Mn-ZSM-5/TiO_2材料的制備33
• 2.1.4 Cu-Mn/TiO_2催化劑的制備33-34
• 2.2 催化劑表征手段34
• 2.3 結(jié)果與討論34-52
• 2.3.1 CuxMny/TiO_2的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)表征34-46
• 2.3.2 Mn-ZMS-5/TiO_2的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)表征46-52
• 2.4 本章小結(jié)52-54
• 第三章 錳系材料催化降解正己醛的性能研究54-70
• 3.1 實(shí)驗(yàn)部分54-56
• 3.1.1 實(shí)驗(yàn)使用材料54
• 3.1.2 活性測(cè)試裝置及分析方法54-55
• 3.1.3 催化活性分析方法55-56
• 3.2 結(jié)果與討論56-68
• 3.2.1 制備工藝對(duì)Mn-ZMS-5/TiO_2催化氧化性能的影響56-58
• 3.2.2 制備工藝對(duì)Cu_xMn_y/TiO_2催化氧化性能的影響58-62
• 3.2.3 反應(yīng)工況對(duì)Cu_xMn_y/TiO_2催化氧化性能的影響62-67
• 3.2.4 催化劑穩(wěn)定性考察67-68
• 3.3 本章小結(jié)68-70
• 第四章 光化學(xué)協(xié)同CuxMnY/TiO_2催化氧化正己醛及機(jī)理分析70-86
• 4.1 實(shí)驗(yàn)部分70-71
• 4.1.1 實(shí)驗(yàn)材料70
• 4.1.2 活性評(píng)價(jià)反應(yīng)裝置70-71
• 4.1.3 產(chǎn)物分析方法71
• 4.2 結(jié)果與討論71-85
• 4.2.1 Cu_xMn_y/TiO_2進(jìn)行光解協(xié)同催化氧化降解正己醛71-72
• 4.2.2 反應(yīng)溫度對(duì)臭氧協(xié)同催化氧化降解正己醛性能的影響72-74
• 4.2.3 正己醛降解機(jī)理分析74-85
• 4.3 本章小結(jié)85-86
• 第五章 結(jié)論與建議86-88
• 5.1 結(jié)論86-87
• 5.2 建議87-88
• 參考文獻(xiàn)88-94
• 致謝94-96
• 研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文96-98
• 導(dǎo)師與作者簡(jiǎn)介98-100
• 北京化工大學(xué)專業(yè)學(xué)位碩士研究生學(xué)位論文答辯委員會(huì)決議書100-102

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本文編號(hào)：628190