等离子体作用下复合催化剂处理有机废气的研究

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1、ＷｕｈａｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ＾硕：ｔ学位论文等离子体作用下复合催化剂处理有机废气的研究学科专业：材料物理与化学研究生：刘翔指导教师：王升髙教授培养单位：材料科学与工程学院：ｉ二〇—五年四月．－’－．甘：＼＊？．ｒ．？．，＇‘．．一■一．＇‘．？：．Ｖ＞ｌ．．－—＇、；占ｙ，，忙、，’．．巧．＇！：；巧掉其■＇：Ｖ．．堪＇：韦式畔皆：雖义并啤：藻抑．’—Ｗ．产－－‘心

2、式锥巧；心賊．。＇＇—＇，－：－．Ｖ沪说游：娩按若Ｖ分类号：学校代号：10490学号：201201031密级：武汉工程大学硕士学位论文等离子体作用下复合催化剂处理有机废气的研究作者姓名：刘翔指导教师姓名、职称：王升高教授申请学位类别：工学硕士学科专业名称：材料物理与化学研究方向：等离子体技术与应用论文提交日期：2015年4月3日论文答辩日期：2015年5月22日学位授予单位：武汉工程大学学位授予日期：年月日答辩委员会主席：杨汉民教授TheOrganicWasteGasDisposedbyCompo

3、siteCatalystunderPlasmaTreatmentAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterMajor：MaterialsPhysicsandChemistryCandidate：LiuXiangSupervisor：Prof.WangShenggaoWuhanInstituteofTechnologyWuhan,Hubei430073,P.R.China摘要挥发性有机化合物(VOCs)的排放量逐年增加，对环境造成了严重污染。低温等离子体处理VOCs效率高、适用范围广。

4、而单一低温等离子体技术有着能耗高和副产物多等缺点，而低温等离子体协同催化技术有着去除率高、CO2选择性好及产生二次污染物少等优点。本文在查阅大量文献的基础上，分析了等离子体协同催化剂处理VOCs的反应机制，并对催化剂存在的问题进行了探讨。本论文主体共分为四个部分：(1)采用单独等离子体放电降解苯的有机废气，测试苯的初始浓度、气体流速、放电功率对苯的降解率效果的影响。为后续实验提供对照。(2)采用水热法制备α-MnO2和β-MnO2催化剂，实验结果表明，β-MnO2催化剂结合等离子体催化降解苯的效果更佳，功率为36

5、W时，尾气中臭氧含量下降72.5%；苯的降解率为64.1%。(3)以β-MnO2为基础，利用浸渍法制备了CuMnOx催化剂，应用SEM、XRD、XPS、N2吸附-脱附等方法对催化剂进行了表征；利用PDC式反应器探讨了苯降解的效果；探讨了反应条件(初始浓度、流速、功率)、催化剂种类、以及焙烧温度对苯降解的影响，并且制定出了复合催化剂的最佳制备条件。实验结果表明，铜锰摩尔比为1:4，焙烧温度500℃，焙烧4h时催化性能最好。功率为36W时，尾气中臭氧含量降低80.0%；苯的降解率可达到72.3%。(4)以β-MnO2

6、为基础，利用浸渍法制备FeMnOx催化剂，与CuMnOx催化剂相比，FeMnOx催化剂的活性较好，铁锰摩尔比为1:3，焙烧温度600℃，焙烧4h时催化性能最好。功率为36W时尾气中臭氧含量降低82.5%；苯的降解率可达74.5%。关键词：低温等离子体；催化；挥发性有机化合物IIIAbstractTheemissionofvolatileorganiccompounds(VOCs)areincreasingyearbyyearandhaveenormousharmtooursurvivalenvironment.L

7、owtemperatureplasmatechnologyhasbeenextensiveresearchfortheremovalofVOCsbecauseofitsadvantageslikehighefficiencyandwideapplication.Whileasinglelowtemperatureplasmatechnologyalsohasthehighenergyconsumptionandby-products.Withtheadvantagesofhigherremoveefficienc

8、y,CO2selectivityandlesssecondarypollutants,thenon-thermalplasmatechniqueassistedwithcatalystondecompositionofVOCshascausedwidepublicconcern.Basedonthestudyofalargenumberofreferences,theca