發(fā)布時間：2018-01-03 19:16

  本文關(guān)鍵詞：介質(zhì)阻擋放電—針鐵礦協(xié)同降解“三苯”模擬廢氣　出處：《合肥工業(yè)大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：近年來揮發(fā)性有機物(VOCs)造成的大氣污染日趨嚴重,低溫等離子體技術(shù)由于其經(jīng)濟有效的優(yōu)點而成為近年研究的熱點。本文以合成針鐵礦為前驅(qū)體,用反復浸漬法制備了針鐵礦/堇青石催化劑,并對其進行了BET、XRD及掃描電鏡等表征。本研究采用介質(zhì)阻擋放電產(chǎn)生低溫等離子體,協(xié)同針鐵礦降解“三苯”(苯、甲苯、二甲苯)模擬廢氣,考察了針鐵礦的煅燒溫度和負載量、電源輸入功率、初始濃度、停留時間與相對濕度對其降解率的影響,并對降解產(chǎn)物進行分析進而探究反應(yīng)機理。研究表明:當針鐵礦負載量為4%,煅燒溫度為350℃時效果最佳,此時針鐵礦比表面積為71.794 m~2/g。等離子體對污染物的降解率隨能量密度的升高而升高,隨模擬廢氣流量的增大而減小,隨濃度的升高而降低,隨相對濕度的增加先升高后降低,常溫常壓下在相對濕度70%左右時達到最大。因此在流量0.3 m~3/h、濃度400 mg/m~3、相對濕度70%左右考察針鐵礦對污染物降解效果的影響。介質(zhì)阻擋放電降解苯模擬廢氣,當輸入能量密度為1248 J/L時,針鐵礦/堇青石體系和單獨DBD對苯的降解率為62.04%及73.36%,能量效率為0.72 g/kWh及0.85g/kWh,臭氧濃度為132.8 mg/m~3及36.8 mg/m~3,碳氧化物選擇性為67.13%及82.14%,NO_2濃度為7.95 mg/m~3及1.70 mg/m~3。介質(zhì)阻擋放電降解甲苯模擬廢氣,當輸入能量密度為960 J/L時,針鐵礦/堇青石體系和單獨DBD對甲苯的降解率為78.98%和86.69%,能量效率為1.17 g/kWh和1.3g/kWh,臭氧濃度為148.8 mg/m~3和45.6 mg/m~3,碳氧化物選擇性63.36%和79.15%,NO_2濃度為2.36 mg/m~3和1.14 mg/m~3。介質(zhì)阻擋放電降解二甲苯模擬廢氣,當輸入能量密度為960 J/L時,針鐵礦/堇青石體系和單獨DBD對二甲苯的降解率為80.38%和88.26%,能量效率為1.21 g/kWh和1.36 g/kWh,臭氧濃度為115.2 mg/m~3和30.4 mg/m~3,碳氧化物選擇性為66.9%和82.01%,NO_2濃度為2.37 mg/m~3和1.17 mg/m~3。實驗結(jié)果表明,針鐵礦可以顯著提高低溫等離子體對“三苯”的降解率、碳氧化物的選擇性和能量效率,同時降低副產(chǎn)物濃度,廉價易得的針鐵礦適合工業(yè)應(yīng)用。
[Abstract]:In recent years, volatile organic compounds (VOCs) caused by air pollution is becoming more and more serious, low temperature plasma technology has become a research hotspot in recent years due to its economic and effective advantages. In this paper the synthesis of goethite as precursor, by repeatedly dipping prepared goethite / cordierite catalyst, and the BET, XRD and scanning electron microscope. Characterized. This study adopts low-temperature plasma generated by the dielectric barrier discharge, synergistic degradation goethite three benzene (benzene, toluene, xylene) simulated exhaust gas, the effect of calcination temperature of goethite and the load, the power input power, initial concentration, residence time and relative humidity influence on the degradation rate, and the the degradation products were analyzed in order to explore the reaction mechanism. The results show that: when the goethite load is 4%, calcination temperature is 350 degrees centigrade is best, the goethite surface area of 71.794 m~2/ g. plasma on pollution The degradation rate increased with the energy density increases, decreases with the increase of simulated exhaust gas flow, and decreased with increasing concentration, with the increase of the relative humidity increased first and then decreased, under normal temperature and pressure in about 70% relative humidity reached maximum. So the flow of 0.3 m~3/h, the concentration of 400 mg/m~3 and 70% relative humidity about the effects of goethite on the degradation of pollutants. The simulation of dielectric barrier discharge gas benzene degradation when the input, the energy density is 1248 J/L, goethite / cordierite system and single DBD for benzene degradation rate was 62.04% and 73.36%, the energy efficiency of 0.72 g/kWh and 0.85g/kWh, the ozone concentration of 132.8 mg/m~3 and 36.8 mg/m~3. Carbon oxide selectivity is 67.13% and 82.14%, the concentration of NO_2 was 7.95 mg/m~3 and 1.70 mg/m~3. dielectric barrier discharge simulation degradation of toluene waste gas, when the input energy density is 960 J/L, goethite / cordierite system and single D The BD degradation efficiency of toluene was 78.98% and 86.69%, the energy efficiency of 1.17 g/kWh and 1.3g/kWh, the ozone concentration of 148.8 mg/m~3 and 45.6 mg/m~3, 63.36% and 79.15% carbon oxide selectivity, the concentration of NO_2 was 2.36 mg/m~3 and 1.14 mg/m~3. simulated exhaust gas dielectric barrier discharge when the degradation of xylene, the input energy density is 960 J/L, the degradation of cordierite system the rate of p-xylene and single DBD goethite were 80.38% and 88.26%, the energy efficiency of 1.21 g/kWh and 1.36 g/kWh, the ozone concentration of 115.2 mg/m~3 and 30.4 mg/m~3, carbon oxide selectivity is 66.9% and 82.01%, the concentration of NO_2 was 2.37 mg/m~3 and 1.17 mg/m~3. experimental results show that goethite can significantly improve the degradation of "three benzene" the rate of low temperature plasma, carbon oxide selectivity and energy efficiency, while reducing by-product concentration, goethite is inexpensive and suitable for industrial applications.

【學位授予單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：X701

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