近年來,憑借著系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、可治理成分多樣以及去除效率高等優(yōu)點(diǎn),低溫等離子體凈化VOCs成為有機(jī)廢氣治理領(lǐng)域的一項(xiàng)新興技術(shù),備受國內(nèi)外專家學(xué)者的關(guān)注。作為物質(zhì)的“第四態(tài)”,等離子體中富含大量的電子、離子、自由基和中性粒子,會與VOCs分子發(fā)生激發(fā)、離解、電離、氧化等一系列化學(xué)反應(yīng),反應(yīng)過程比較復(fù)雜、產(chǎn)物不受控制,除了產(chǎn)生理想的C02和H20之外,還可能形成毒性更強(qiáng)、危害更大的痕量有機(jī)副產(chǎn)物。目前常規(guī)的VOCs檢測方法,如氣相色譜(GC)、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS)或傅里葉轉(zhuǎn)換紅外光譜(FTIR)等,均難實(shí)現(xiàn)低溫等離子體VOCs治理尾氣中痕量有機(jī)副產(chǎn)物的實(shí)時在線、高靈敏定量分析。質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)質(zhì)譜(Proton Transfer Reaction Mass Spectrometry,PTR-MS)是上世紀(jì)九十年代末興起的一種痕量揮發(fā)性有機(jī)物監(jiān)測方法,具有響應(yīng)時間短(秒量級的)、檢測限低(<1pptv)、無需定標(biāo)直接定量的優(yōu)勢,已廣泛應(yīng)用于環(huán)境等領(lǐng)域中痕量VOCs的檢測。本論文報告了自行研制的國內(nèi)第一臺PTR-TOF-MS裝置的結(jié)構(gòu)與性能,并且率先采用PTR-MS技術(shù)完成了低溫...

【文章頁數(shù)】：108 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
        1.1.1 環(huán)境空氣中VOCs的來源與危害
        1.1.2 常見的VOCs治理技術(shù)及其優(yōu)缺點(diǎn)
    1.2 低溫等離子體VOCs治理技術(shù)
        1.2.1 等離子體的基本概念與特性
        1.2.2 等離子體的分類
        1.2.3 低溫等離子體的產(chǎn)生方式
        1.2.4 低溫等離子體治理VOCs的基本原理
    1.3 低溫等離子體在VOCs治理方面的研究進(jìn)展
        1.3.1 低溫等離子體在有機(jī)廢氣處理方面具有廣闊的應(yīng)用前景
        1.3.2 提高去除率以及處理的能效是近些年研究的熱點(diǎn)
        1.3.3 治理尾氣中有機(jī)副產(chǎn)物的成分及含量仍然有待檢測研究
    1.4 本文研究目標(biāo)與主要研究內(nèi)容
    參考文獻(xiàn)
第二章 質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)飛行時間質(zhì)譜裝置的研制及性能測試
    2.1 質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)質(zhì)譜的研究進(jìn)展
    2.2 自行研制的質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)飛行時間質(zhì)譜裝置
        2.2.1 空心陰極放電區(qū)
        2.2.2 漂移管
        2.2.3 差分真空傳輸區(qū)
        2.2.4 飛行時間質(zhì)量分析器
    2.3 質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)質(zhì)譜定量分析VOCs的原理
    2.4 離子透過率的測量
    2.5 質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)飛行時間質(zhì)譜性能測試
        2.5.1 質(zhì)量分辨率
        2.5.2 靈敏度和檢測下限
        2.5.3 線性動態(tài)范圍和定量準(zhǔn)確性
    參考文獻(xiàn)
第三章 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及方法
    3.1 實(shí)驗(yàn)氣體與儀器設(shè)備
    3.2 低溫等離子體發(fā)生器
        3.2.1 介質(zhì)阻擋放電的基本理論
        3.2.2 介質(zhì)阻擋放電的主要電氣參數(shù)
        3.2.3 DBD裝置放電性能診斷
    3.3 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及分析測試方法
        3.3.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
        3.3.2 分析測試方法
    參考文獻(xiàn)
第四章 介質(zhì)阻擋放電降解甲苯性能優(yōu)化過程的分析及評估
    4.1 研究背景
    4.2 放電副產(chǎn)物NO_x和O₃生成
        4.2.1 治理尾氣中NO_x和O₃的含量檢測
        4.2.2 NO_x和O₃對PTR-TOF-MS的影響
        4.2.3 高NO_x和O₃背景下PTR-TOF-MS定量公式修正
    4.3 低溫等離子體甲苯治理的影響因素討論
        4.3.1 甲苯初始濃度的影響
        4.3.2 反應(yīng)氣體流量的影響
        4.3.3 介質(zhì)阻擋放電功率的影響
        4.3.4 背景氣體成分的影響
    4.4 低溫等離子體甲苯治理的宏觀動力學(xué)分析
    4.5 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第五章 PTR-TOF-MS用于低溫等離子體降解甲苯尾氣中痕量有機(jī)副產(chǎn)物檢測及健康風(fēng)險研究
    5.1 研究背景
    5.2 治理尾氣中痕量有機(jī)副產(chǎn)物分析
        5.2.1 有機(jī)副產(chǎn)物的定性分析
        5.2.2 有機(jī)副產(chǎn)物的定量分析
        5.2.3 影響有機(jī)副產(chǎn)物形成的關(guān)鍵因素探索
    5.3 低溫等離子體VOCs治理技術(shù)的評價
        5.3.1 健康相關(guān)指標(biāo)的引入
        5.3.2 低溫等離子體甲苯治理的健康風(fēng)險評估
    5.4 低溫等離子體甲苯降解機(jī)理探討
    5.5 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 本文研究內(nèi)容總結(jié)
    6.2 對未來工作的展望
作者在攻讀博士學(xué)位期間公開發(fā)表的論文
致謝



本文編號：3835029