低温等离子体协同催化降解挥发性有机物的研究进展

低温等离子体协同催化技术在挥发性有机物（VOCs）治理中因具有反应高效、反应条件温和、设备简易等优点而受到广泛的研究和应用。文章介绍了低温等离子体协同催化降解VOCs的基本原理、技术研究进展,简述了低温等离子体的高反应活性在与催化剂的高反应选择性结合后所产生的协同作用,二者的结合不但提高了VOCs的降解效率、减少有害副产物生成,还弥补了单一使用低温等离子体技术的高能耗、副产物多的缺陷。此外,分析了低温等离子体与催化剂的联合方式及特点、低温等离子体与催化剂之间的相互作用和影响以及低温等离子体联合不同类型催化剂的协同原理。指出了研究中对完整机理分析的欠缺以及应用过程中对中间过程监测分析的困难,这也是低温等离子体协同催化降解挥发性有机物研究中的重要内容。     

低温等离子体协同催化处理VOCs研究进展

归纳了目前几种降解挥发性有机物(VOCs)的方法和技术原理，包括冷凝法、吸附法、催化燃烧法、光催化法等。主要针对低温等离子体技术介绍其降解VOCs的工作原理和研究进展，并对其协同催化剂后的优化进行了综述，突出了两者协同作用下降解VOCs的优越性。对低温等离子体协同催化剂技术未来发展方向进行了展望。     

辉光放电等离子体处理对活性炭负载钴基催化剂形貌及催化性能的影响

以活性炭(AC)为载体、铂为助剂,采用满孔浸渍法制备钴基催化剂。在钴基催化剂的制备过程中引入辉光放电等离子体技术,以替代传统的焙烧方式,研究辉光放电等离子体处理对催化剂结构以及费-托合成催化性能的影响。结果表明,空气气氛辉光放电等离子体处理可使硝酸钴有效分解,且生成的氧化钴粒径减小,显著提高载体上钴的分散度。高钴分散度和较高钴还原性能的协同作用使得辉光放电等离子体处理催化剂的费-托合成催化活性高于焙烧处理催化剂。     

脉冲放电等离子体协同Mn/TiO2-分子筛、Fe/TiO2-分子筛、Cu/TiO2-分子筛催化剂降解甲醛

为进一步提高脉冲放电等离子降解甲醛的效率,增加CO₂选择性,降低O₃产生量,研究采用放电等离子体和催化剂协同技术。实验以分子筛为载体,分别制备了Mn/TiO₂-分子筛、Fe/TiO₂-分子筛和Cu/TiO₂-分子筛3种催化剂,并利用XRD、SEM、EDS、FT-IR方法对催化剂进行表征分析。进行了脉冲放电等离子体协同3种催化剂降解甲醛的研究,比较了不同催化剂协同等离子体对甲醛去除率、CO₂选择性、O₃产生量的影响。结果表明,3种催化剂与脉冲放电等离子体都存在协同作用,并能有效地提高甲醛去除率,增加CO₂选择性,降低O₃产生量。当脉冲电压为20kV、放电频率为40Hz、气体流量为0.5L/min时,Mn/TiO₂-分子筛催化剂协同效果最佳,甲醛去除率为94.4%,CO₂选择性为42.2%。催化剂表征结果显示Mn/TiO₂-分子筛的活性组分颗粒分布均匀,锐钛矿相的TiO₂和微晶状态的MnO_x的存在有效促进了甲醛的氧化分解。研究还对放电等离子体协同Mn/TiO₂-分子筛催化剂降解甲醛的机理进行了探讨。     

流向变换-等离子体-催化反应系统降解甲苯

研究流向变换-等离子体-催化反应系统在空管与协同催化剂的情况下降解甲苯,讨论了反应系统在不同外加电源频率条件下对甲苯去除性能、能耗和产物生成的影响,主要参数包括甲苯降解率、甲苯去除量、能量密度、能量效率以及副产物臭氧生成情况。结果表明,实验选用的流向变换-等离子体-催化反应系统有助于提升甲苯降解性能和系统的能量利用率,有利于抑制副产物臭氧的生成。     

等离子体协同催化降解VOCs过程中O_3的作用机理

等离子体协同催化降解挥发性有机化合物(volatile organic compounds,VOCs)过程中,O_3的产生是不可避免的。为研究此过程中的O_3对VOCs降解的影响,本文将不同类型的催化剂(SBA-15、Fe Ox/SBA-15、Fe Ox-Ag Ox/SBA-15)分别置于等离子体区域中和区域后,测定了甲苯降解过程中O_3产生量的变化以及催化剂对甲苯降解的影响。研究结果表明,不同类型的催化剂在等离子体区域中均能使O_3和ΔO_3值显著增加,而在等离子体区域后,O_3产生量比催化剂置于等离子体区域中有一定程度的降低,但与空管相比差别不大,而甲苯降解效率显著提高,CO2选择性显著降低。在单独等离子体条件下,随着甲苯浓度的升高,O_3呈现逐步升高的趋势。加入催化剂后,在甲苯浓度为410mg/m3和615mg/m3时,O_3产生量较单独等离子体显著升高,但随着甲苯浓度的增加,不同催化剂对O_3的产生量影响不大。     

TiO2-HNTs催化剂协同介质阻挡放电等离子体降解亚甲基蓝废水

为进一步提高介质阻挡放电等离子体（DBD）降解亚甲基蓝（MB）的效率,研究了采用介质阻挡放电等离子体和光催化剂协同技术。实验采用溶胶-凝胶法制备TiO₂-HNTs复合光催化材料,并利用XRD、FTIR、TGA方法对催化剂进行表征分析。考察了该材料的光催化性能,以及它与介质阻挡放电的联合降解过程中操作因素的影响,并对反应进行动力学研究。研究结果表明,TiO₂-HNTs复合光催化材料与介质阻挡放电产生协同作用,并能有效地提高MB的去除率,处理60min后,协同体系对MB的降解率为85.37%,MB的降解过程符合表观一级反应动力学方程。MB的去除率与MB的初始浓度,TiO₂-HNTs的投加量、煅烧温度、放电功率和通气量有关。当MB的初始浓度为100mg/L、TiO₂-HNTs的投加量为70mg/L、煅烧温度为300℃、放电功率为200W、通气量为200mL/min时,MB的去除效果较好。     

等离子体法在烟气脱硫中应用进展

从应用研究角度出发阐述了近年来等离子体技术在烟气脱硫领域中的研究趋向及应用成果,包括等离子体活化处理烟气机理、等离子体与催化剂协同作用进行烟道气脱硫的最新研究进展,并对等离子体脱硫反应机理和实验模型加以讨论,提出了利用等离子体法进行烟气脱硫应用研究中存在的问题及今后的研究方向.     

低温等离子体协同催化剂降解甲醛气体研究进展

低温等离子体技术协同催化剂是一种高效的降解挥发性有机物(VOCs)的技术,催化剂的加入可有效提高甲醛气体的降解效率以及降低副产物O3的生成量,减少能耗。分析了低温等离子体协同催化剂降解甲醛气体的作用机理,阐述了催化剂在协同降解中起到的作用,并指出了今后的发展方向。     

脉冲气液两相放电等离子体耦合Fe改性的TiO2催化剂降解废水中的4-氯酚

为了提高酚类废水的降解效果,本文以4-氯酚为处理对象建立了多针-板式高压脉冲气液两相放电等离子体催化体系。实验制备了系列催化剂并进行了表征分析,考察了各因素对4-氯酚降解的影响,并分析了降解过程总有机碳（TOC）、中间产物及其浓度变化。结果表明,催化剂焙烧温度及投加量对降解率有很大影响;4-氯酚浓度为150mg/L时,在电极间距10mm、脉冲电压26kV、脉冲频率70Hz、曝气量4L/min条件下,添加0.05g焙烧温度为500℃的Fe-TiO₂催化剂与放电等离子体耦合降解效果最好。中间产物对苯酚、对苯醌、4-氯邻苯二酚在放电过程中浓度随着放电时间的延长先增大后减小,最后都趋于零。催化剂表征显示脉冲放电可以改变催化剂的晶形和结构,且掺杂Fe改性的Fe-TiO₂催化性能较好,能进一步提升4-氯酚的降解率。     

DBD等离子体耦合BiOI催化材料降解苯甲羟肟酸的特性与机制

常温常压下,以苯甲羟肟酸(BHA)为处理对象建立了介质阻挡放电(DBD)等离子体催化体系。研究了放电参数对等离子体降解BHA的影响规律,对水热合成法制备的催化材料进行了系列表征分析,考察了各因素对BHA降解的影响,分析了DBD等离子体耦合催化剂降解BHA过程中总有机碳(TOC)、pH、·OH自由基等的变化,通过液相色谱-质谱联用仪分析了降解反应过程的中间产物并探讨了BHA的降解机理。表征结果显示合成的BiOI具有高比表面积、高孔体积、高纯度的介孔纳米片微球,且DBD可以改变催化剂的晶型和结构,具有更高的催化性能。降解性能结果表明,峰值电压、鼓气量等对BHA降解率有很大影响;BHA浓度为80mg/L、体积1000mL,在峰值电压24kV,频率7500Hz,鼓气量30L/min条件下,添加0.3g BiOI催化剂与DBD等离子体耦合效果最好,相对于单一DBD体系,BHA降解率由78.8%提高到88.2%。降解机理分析可知,·OH是BHA降解的重要活性物质,在等离子体催化作用下,BHA被氧化开环,转化为苯甲酸和乙醇酸等中间体,最终生成H₂O和CO₃...     

过渡金属活化过硫酸盐降解双酚A的研究进展

综述了过渡金属离子、零价金属和双金属等不同类型金属催化剂活化PMS/PDS降解双酚A(BPA)的研究现状;探讨了双金属催化剂活化过硫酸盐去除BPA的降解机理、双金属之间的协同作用以及氧空位与表面羟基的重要作用;分析了活化过程的影响因素、水基质条件,催化剂的可重复使用性与稳定性;对金属催化剂降解BPA研究方向进行了展望。     

非均相微波协同类Fenton催化降解废水中的苯酚

通过等体积浸渍法制备了CuO/γ-Al_2O_3催化剂,并对非均相微波协同类Fenton催化降解苯酚溶液进行了实验研究。实验结果表明,在溶液初始pH为6,H_2O_2投加量为4 m L/L,催化剂投加量为4 g/L,微波功率为500 W,反应时间为13 min的条件下,苯酚降解率可达98%,TOC去除率为62%。催化剂重复使用9次后,苯酚降解率为90.88%。通过比较不同氧化体系处理效果及添加·OH捕获剂证实,微波-催化剂-H_2O_2产生了明显的协同作用。     

辉光放电电解等离子体处理次甲基蓝废水

利用辉光放电电解等离子体技术对次甲基蓝废水的降解进行了研究,详细考察了电压、染料浓度、pH值、催化剂对次甲基蓝降解效果的影响。实验发现,次甲基蓝废水的优化降解条件为:工作电压610 V,pH值3.0,Fe2+催化作用下降解效率明显提高。利用紫外-可见吸收光谱监测了次甲基蓝的降解过程,结果表明,次甲基蓝先被降解成小分子,小分子继而被进一步降解。     

微波促进类Fenton反应催化氧化降解染料吖啶橙

分别以Fe3+、Fe2O3/Al2O3为催化剂,在微波的协同作用下进行Fenton降解染料吖啶橙模拟废水的研究,考察了溶液pH、H2O2用量、催化剂用量等因素对其降解效果的影响。结果表明,催化剂与微波存在协同效应,当分别以浓度为1.6×10-4 mol/L的Fe3+、Fe2O3/Al2O3为催化剂,其最佳投加量分别为24 mL/L、8.0 g/L,pH为3.5,30%H2O2投加量为40μL/L时,可取得最佳降解效果,吖啶橙的降解率分别达到99%、97%以上。     

超声协同TiO_2/粉煤灰光催化联合处理垃圾渗滤液

采用溶胶-凝胶法将TiO2负载到粉煤灰上,通过XRD、SEM对TiO2/粉煤灰催化剂进行了表征。用该光催化剂对垃圾渗滤液进行了超声辅助光催化降解,比较了不同催化剂种类、催化剂的用量、酸度、催化剂重复使用次数等因素对垃圾渗滤液COD降解率的影响。结果表明:煅烧温度对催化剂的晶型有一定影响,550℃煅烧条件下,TiO2平均晶粒尺寸为11.12 nm,锐钛相占约80%。在超声波协同作用下,TiO2/粉煤灰对垃圾渗滤液COD的光催化降解效果良好,当催化剂加入量为2 g/L,溶液pH为10时,100 min降解率可达73.3%。催化剂经活化处理后,相同条件下重复使用5次,对渗滤液的降解率仍达68.4%。     

低温等离子体处理挥发性有机物的研究进展

低温等离子体技术在处理挥发性有机物(VOCs),特别是在对空气中低含量的VOCs的处理中,具有独特的作用.概述了低温等离子体降解VOCs的基本原理及等离子体反应器结构;综述了低温等离子体技术以及和催化剂联合作用在处理VOCs中的应用;并讨论了低温等离子体处理VOCs的进一步研究方向及其应用前景.     

Ag/AgBr/Bi_2MoO_6等离子体光催化剂的制备及其降解罗丹明B性能的研究

通过简单的溶剂热-原位沉积-光致还原法成功合成了一种新型等离子体光催化剂Ag/AgBr/Bi_2MoO_6。利用X射线衍射、X射线光电子能谱、扫描电镜、透射电镜和高分辨透射电镜、紫外-可见漫反射光谱和荧光光谱对Ag/AgBr/Bi_2MoO_6催化剂的物理性质和光物理性质进行表征和分析。研究了Ag/AgBr/Bi_2MoO_6复合材料对罗丹明B的光催化降解活性。结果表明,Ag/AgBr质量分数为30%时光催化性能最优,其复合材料的光催化效率是纯Bi_2MoO_6的6.4倍。Ag/AgBr/Bi_2MoO_6复合材料的高活性主要归因于协同作用诱导的光生电子-空穴对的有效分离。基于Ag纳米粒子表面的等离子体共振效应理论,探讨了Ag/AgBr的引入改善Bi_2MoO_6光催化活性可能的机理。     

低温等离子体-催化耦合降解甲苯的研究及机理探讨

目前对挥发性有机化合物VOCs废气的等离子体联合处理技术的研究已成为国内外研究的热点,但在等离子体联合技术降解VOCs的反应过程中会产生臭氧、NOx及其他卤化物等二次污染物,且对VOCs降解反应过程缺乏较为深入的理论分析及相应的动力学模型研究.为了实现低能耗去除污染物,并使反应具有选择性,本研究采用了自制的复合型催化剂...     

纳米复合光催化剂Ag@TiO2日光辐照下催化性能

对自制Ag@TiO2光催化剂日光下光催化降解甲基橙模拟污染物的可行性进行了研究,探讨了反应时间、pH值、H2O2用量、催化剂浓度和催化剂重复使用对甲基橙光催化降解效果的影响.结果表明,在H2O2协同作用下,Ag@TiO2光催化剂可以快速降解溶液中的甲基橙,晴好天气下20 min溶液可褪至无色.