本文關(guān)鍵詞：光催化氧化降解瓦斯效果的實驗研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：我國是煤礦瓦斯災(zāi)害最嚴重的國家,尤以瓦斯事故最為嚴重。在瓦斯中甲烷的含量很大,可達90%以上,而甲烷僅僅是由非活性的C-H鍵組成的,所以非常穩(wěn)定,若利用普通的方法,難以將甲烷分解與轉(zhuǎn)化。本文利用光催化氧化技術(shù)在自制的光反應(yīng)器中對降解瓦斯進行了初步的實驗研究,為綠色治理煤礦瓦斯提供理論基礎(chǔ)。本文首先從反應(yīng)動力學(xué)的角度考查了不同因素對真空紫外光降解瓦斯效應(yīng)的影響,理論模擬了瓦斯降解規(guī)律,然后對不同催化劑進行了性能研究,選取ZSM-5分子篩為催化劑,通過正交試驗考查分析了反應(yīng)時間、光照強度、氧氣含量、水分子含量和涂覆面積比等因素對瓦斯降解效應(yīng)的影響程度,最終確定了最優(yōu)試驗條件。結(jié)果表明:影響真空紫外光氧化降解煤礦瓦斯效應(yīng)的因素很多,其中光照強度、氧氣含量、甲烷初始濃度、水分子含量是主要因素;另外,本文通過利用L-H反應(yīng)動力學(xué)模型,揭示了真空紫外光及羥基自由基兩方面共同作用于瓦斯降解的作用機制,對所得動力學(xué)方程進行擬合計算,其相關(guān)系數(shù)達0.98以上;以ZSM-5分子篩作光催化劑,對于初始體積分數(shù)為3.5%的甲烷,當反應(yīng)時間為120 min、光照強度為4 W、氧氣體積分數(shù)為30%、水分子含量為0.3%和涂覆面積比為75%時,瓦斯降解率相較無催化劑時的66.61%有顯著提高,達到86.40%。
【關(guān)鍵詞】：瓦斯 光催化 羥基自由基 ZSM-5分子篩 甲烷降解率
【學(xué)位授予單位】：河南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：O643.36;TD712
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-19
• 1.1 研究背景及意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-16
• 1.2.1 光催化氧化降解揮發(fā)性有機化合物概述10-12
• 1.2.2 ·OH降解甲烷機制研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.3 沸石分子篩概述14-15
• 1.2.4 存在的主要問題15-16
• 1.3 研究目標及內(nèi)容16
• 1.3.1 研究目標16
• 1.3.2 研究內(nèi)容16
• 1.4 研究方法及技術(shù)路線16-19
• 1.4.1 研究方法16
• 1.4.2 技術(shù)路線16-19
• 2 真空紫外光氧化降解瓦斯影響因素分析19-31
• 2.1 實驗方法及原理19-21
• 2.1.1 實驗儀器與試劑19
• 2.1.2 實驗方法19-20
• 2.1.3 分析方法20
• 2.1.4 實驗原理20-21
• 2.2 瓦斯降解率影響因素分析21-28
• 2.2.1 動力學(xué)模型選取21
• 2.2.2 光照強度對瓦斯降解效果的影響21-23
• 2.2.3 甲烷初始濃度對瓦斯降解效果的影響23-25
• 2.2.4 氧氣含量對瓦斯降解效果的影響25-26
• 2.2.5 水分子含量對瓦斯降解效果的影響26-28
• 2.3 本章小結(jié)28-31
• 3 真空紫外光氧化降解瓦斯反應(yīng)動力學(xué)研究31-39
• 3.1 動力學(xué)模型選取31
• 3.2 羥基自由基的作用31-33
• 3.3 真空紫外光的作用33
• 3.4 求解方程33-37
• 3.4.1 甲烷和水分子初始濃度不變，氧氣初始濃度改變33-35
• 3.4.2 甲烷和氧氣初始濃度不變，水分子初始濃度改變35-36
• 3.4.3 水分子和氧氣初始濃度不變，甲烷初始濃度改變36-37
• 3.5 模型驗證37-38
• 3.6 本章小結(jié)38-39
• 4 催化劑結(jié)構(gòu)及特征39-43
• 4.1 分子篩性能表征測試方法39-40
• 4.1.1 X射線熒光光譜測試39
• 4.1.2 分子篩酸性表征39-40
• 4.2 催化劑表征結(jié)果40-41
• 4.2.1 鐵含量檢測40
• 4.2.2 吡啶原位FT-IR表征40-41
• 4.3 催化性能分析41-42
• 4.4 本章小結(jié)42-43
• 5 ZSM-5 分子篩光催化降解瓦斯的實驗研究43-53
• 5.1 實驗部分43-45
• 5.1.1 實驗儀器與試劑43
• 5.1.2 實驗方法43-44
• 5.1.3 分析方法44
• 5.1.4 實驗原理44-45
• 5.2 正交試驗設(shè)計45-47
• 5.2.1 正交試驗方案45
• 5.2.2 正交試驗結(jié)果45-47
• 5.2.3 驗證試驗47
• 5.3 瓦斯降解率影響因素分析47-51
• 5.3.1 反應(yīng)時間的影響47-48
• 5.3.2 氧氣含量的影響48
• 5.3.3 光照強度的影響48-49
• 5.3.4 涂覆面積比的影響49-50
• 5.3.5 水分子含量的影響50-51
• 5.4 產(chǎn)物分析51-52
• 5.5 本章小結(jié)52-53
• 6 結(jié)論與展望53-55
• 6.1 結(jié)論53-54
• 6.2 展望54-55
• 參考文獻55-65
• 作者簡歷65-67
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集67

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