低溫等離子體驅(qū)動納米光催化凈化甲苯技術(shù)研究.pdf

1、隨著室內(nèi)空氣中VOCs污染的日益嚴(yán)重，人們開始研發(fā)一些更適于室內(nèi)空氣凈化的新技術(shù)，其中低溫等離子技術(shù)成為最具應(yīng)用前景的室內(nèi)VOCs治理技術(shù)之一。但現(xiàn)行的等離子體分解VOCs技術(shù)尚有成本高、中間副產(chǎn)物污染的缺點(diǎn)。本研究開發(fā)利用等離子體和光催化聯(lián)用的方法來提高其分解VOCs的效率，降低VOCs的處理成本。
　　 本研究首先用交流高壓電驅(qū)動的介質(zhì)阻擋放電(DBD，dielectric barrierdischarge)來產(chǎn)生等離子體放

2、電分解模擬空氣中甲苯。探討了DBD放電反應(yīng)器的放電特性、模擬空氣流量、能量密度、甲苯初始濃度、環(huán)境相對濕度和溫度對甲苯去除率、選擇性和能量效率的影響。采用溶液浸漬法將納米TiO2負(fù)載在等離子體放電區(qū)，并對上述的影響進(jìn)行了同樣的探討，探討降解甲苯的機(jī)理。在歸納通用的空氣凈化裝置凈化效果評價指標(biāo)基礎(chǔ)上，提出增加當(dāng)量毒性和總凈化度兩個指標(biāo)，作為適合評價低溫等離子體凈化技術(shù)凈化效果的評價體系。最后，從凈化效率角度提出低溫等離子體-光催化空氣凈化

3、系統(tǒng)的改進(jìn)設(shè)計。
　　 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：
　　 (1)當(dāng)不用催化劑時，甲苯去除率隨隨模擬空氣流量的增加而減小，隨高壓交流電源輸出電壓的增加而增大.隨氣體能量密度的增加而增大，隨甲苯初始濃度的增加而減小，隨著相對濕度的增加而增加。能量效率隨甲苯初始濃度的增加而增大。能量效率隨氣體能量密度的增加先增大后減小，有一個最佳的輸入能量密度存在。
　　 (2)當(dāng)光催化劑和等離子體聯(lián)用時，發(fā)現(xiàn)TiO2對甲苯的氧化去除、選擇性和能

4、量效率有顯著的改善效果。能量密度561J/L下介質(zhì)阻擋放電聯(lián)用納米光催化劑TiO2分解甲苯的能量效率最高可以達(dá)到7.29-C7H8/kWh，是等離子體單獨(dú)作用時的3倍左右。
　　 (3)相對濕度在降解甲苯過程的作用：(I)等離子體區(qū)域，水分子被分解為OH-和H+，生成羥基自由基。羥基自由基引起的降解是甲苯降解的一個主要途徑，所以相對濕度促進(jìn)了甲苯降解；(II)水分子加入引起高能電子和活性化學(xué)物種的淬滅，水分子吸附于催化劑表面并占