等离子体TiO2催化空气净化试验研究

为了既能够很好地除尘,又能有效地降解挥发性有机物(VOCs),并能灭菌消毒,提出了一种集3个功能于一体的等离子体放电催化室内空气净化技术。在模拟室内对3种不同的放电催化区进行了甲醛的净化试验。试验结果表明:等离子体放电催化降解甲醛的反应过程符合一级动力学规律;等离子体放电催化协同作用降解甲醛的效果明显优于等离子体单独作用;正极性放电降解甲醛的效果明显优于负极性放电;甲醛降解速率与电压近似呈线性关系;纳米TiO2显著降低了放电产生的臭氧的体积分数。     

纳米TiO2等离子体放电催化洁净技术在空气净化中的应用研究

介绍纳米TiO2等离子体洁净空气的基本原理、技术特点及采用溶胶-凝胶法在304不锈钢基板上制备纳米TiO2薄膜的方法。以室内空气中常见的污染物甲醛(HCHO)为例,在二种不同试验条件下,实测了测试室内甲醛污染物的变化曲线,得出采用纳米TiO2等离子体放电催化洁净技术,具有净化效果好、速度快等优点,取得令人满意的结果。     

放电等离子体驱动下甲醛的光催化降解

采用介质阻挡放电等离子体结合TiO2光催化剂降解甲醛气体,在不同的放电电压下考察了催化剂载体、焙烧温度以及过渡金属离子掺杂对甲醛降解效果的影响.结果表明:TiO2/γ-Al2O3光催化剂的填充能显著提高甲醛的降解率和产物的选择性;甲醛降解率随放电电压的升高而增大,随焙烧温度的升高而下降,当焙烧温度为400℃、放电电压为...     

介质阻挡等离子体反应器降解甲醛的研究

主要研究平板式和管式两种DBD等离子体反应器降解甲醛,考察了甲醛在两种反应器中的降解能耗以及两种反应器中放电电压、初始浓度和停留时间对甲醛降解率的影响。结果表明：平板式等离子体反应器与管式反应器相比,甲醛降解能耗大大降低。两种反应器中甲醛降解率均随着放电电压的升高而增大,并在一定电压时趋于平缓;随着初始浓度的增加先增大后降低;随着停留时间的增大而增大。     

低温等离子体协同絮凝剂降解垃圾渗滤液中COD

低温等离子体技术是一种高级氧化技术,在环境保护领域有广泛应用。采用针板式DBD低温等离子体反应器,研究放电时间、放电电压、输入总功率、絮凝剂添加顺序对垃圾渗滤液COD的降解规律。研究表明渗滤液的COD降解率分别随放电时间、放电电压、输入总功率的增加而增大,其变化速率开始较快,当超过临界值14 k V、6 h、32.5 W后逐渐变缓。低温等离子体协同絮凝剂对COD的降解效果优于单一的处理方式,先经过等离子体放电再加入絮凝剂的净化效果优于先加入絮凝剂再放电的处理过程,采用絮凝沉淀-低温等离子体-絮凝沉淀的工艺,对垃圾渗滤液COD的降解效果最好。实验COD最大降解率为62.06%。     

介质阻挡等离子体反应器中的甲醛降解

考察了甲醛在平板式和管式两种介质阻挡放电（DBD）等离子体反应器中的降解能耗以及两种反应器中放电电压、甲醛初始质量浓度和停留时间对甲醛降解率的影响.结果表明：与管式等离子体反应器相比,平板式反应器的甲醛降解能耗大大降低（从55.0W·h/m^3降低至12.8W·h/m^3）;管式反应器和平板式反应器的甲醛降解率均随着放电电压的升高而增大,并分别在11 kV和18 kV处出现拐点,随后降解率增幅减小;甲醛降解率随初始质量浓度的增加先增大后降低,随停留时间的延长而增大.     

管状光催化反应器的设计及其净化效果分析

依据光催化净化原理,设计一种管状光催化空气净化器,以甲醛为实验污染物,与以往的平板式反应器进行对比实验,结果表明：管状光催化反应器较传统的平板式反应器净化效果更好,降解效率提高14％。进行正交实验,得出对净化效率影响显著的因素排序为：环境温度＞甲醛初始浓度＞催化剂负载量;最佳催化条件：环境温度25℃,P25TiO2负载量1．0 mg／cm2,甲醛初始浓度0．7 mg／m3;在最佳催化条件下实验,甲醛的降解效率在2 h内可达到89％,效果较好。     

用微波等离子体处理污染物

对微波等离子体光谱仪进行改装, 使微波等离子体反应器对污染物中的甲醛和SO₂进行降解, 实验结果表明两种物质均能得到有效去除, 并总结了放电状态、 载气流量、 类型、 进样质量浓度和pH值的改变对污染物去除效果的影响, 分析了反应过程中出现的降解趋势.     

低温等离子体协同絮凝剂净化印染废水

采用针-板式反应器,研究探讨低温等离子体协同絮凝剂处理印染废水色素和COD的影响规律.试验首先探讨了低温等离子放电条件(放电电压、放电时间、放电间距)对印染废水色素和COD处理效果;其次研究在最佳的低温等离子放电条件下,加入絮凝剂对印染废水色素和COD处理的协同作用.结果表明印染废水的脱色率和COD脱除率随输入电压的增大和放电时间的延长而增加;放电介质及放电间距对净化效率也有重要影响,在气相中放电的脱色率优于在液相中放电,COD的脱除率随放电间距的增加而降低.最佳工艺参数为放电电压20kV、放电时间20min、放电间距为阳极在液面以上约12mm,先经过等离子体放电再加入絮凝剂的废水净化效果优于先加絮凝剂再放电的工艺过程.     

低温等离子体复合絮凝剂处理豆腐黄浆水

豆腐黄浆水成分复杂、原水COD值高,生产企业数量多规模小,其废水量小面广,因此需要研制一种小型化高效净化处理工艺。开展了低温等离子体协同絮凝剂净化豆腐黄浆水的研究。采用单一方法对黄浆水COD去除率影响顺序为:调节pH值絮凝吸附低温等离子体;复合净化法中低温等离子体+絮凝吸附优于低温等离子体+调节pH值。研究表明复合净化方法优于任何一种单独净化方法,因此,对豆腐黄浆水的净化不能采用单一方法,必须采用复合法才能有效净化。本实验在放电电压13.5kV,放电极间距8mm、通入空气流量0.6L/min,放电8h条件下,PAM+PAC协同低温等离子体处理豆腐黄浆水,COD最大去除率为79.74%。研究可为豆腐黄浆水的净化处理提供一种方法和理论依据。     

等离子体引发CeO_2低温活性协同脱除空气中甲醛

为考察放电电压、甲醛初始体积分数和水体积分数对空气中甲醛脱除率的影响,选取催化剂MnO2、CeO2、TiO2分别与等离子体结合,在标准大气压、40℃条件下进行脱除甲醛实验。结果表明:空气中甲醛的体积分数为2.01×10-4、水的体积分数为1.0%、空速为13 650 h-1、放电电压为18 kV时,CeO2与等离子体结合的甲醛脱除率达98.5%;在相同条件下,单纯等离子体和单纯CeO2催化氧化(不放电)对甲醛的脱除率分别为62.5%和8.0%。等离子体与催化剂在脱除空气中甲醛的过程中产生了显著的协同作用。该研究为脱除空气中甲醛提供了理论参考。     

纳米SiO2和CaCO3改性脲醛树脂甲醛含量及性能研究

采用质量分数1%硅烷偶联剂KH一570处理纳米SiO2和纳米CaCO3表面,通过间歇式超声波震荡法将纳米SiO2和纳米CaCO3加入脲醛树脂进行改性;研究了纳米SiO2和CaCO3用量对脲醛树脂游离甲醛、粘度、固化时间、拉伸剪切强度的影响.结果表明:纳米SiO2、CaCO3用量对相同F/U摩尔比脲醛树脂的性能有不同程度的影响.当纳米SiO2用量小于质量分数1.5%时,用量越大,游离甲醛含量越低,粘度越大,拉伸剪切强度越大,对固化时间影响不大,而纳米SiO2用量超过质量分数1.5%时,游离甲醛含量不再下降;随着纳米CaCO3的加入量的增加,游离甲醛含量也越低,粘度越大,拉伸剪切强度变化不大,树脂的固化时间延长,加入量大于质量分数7%时,树脂不能固化.因此纳米CaCO3加入量控制质量分数5%时,树脂性能最佳.     

纳米TiO2/聚糠醛复合物涂布纸的光催化性能

在一定酸催化条件下,将糠醛聚合于纳米TiO2表面,分别对基于纳米TiO2和纳米TiO2/聚糠醛复合物的涂布纸进行甲醛的光催化分解去除研究.结果表明,涂覆TiO2/聚糠醛复合物纸样的光催化分解效率比单纯TiO2有较大程度提高,尤其是在自然光照射条件下,光催化效率提高更明显.     

Research situation and progress of non-equilibrium plasma chemistry

Generally, the non-equilibrium plasma is produced at low pressure by a glow discharge (1.33 Pa—1.33 kPa) including the radio frequency (13.56 MHz), microwave (2450 MHz), AC or DC high voltage discharges. As a method to directly apply energy to a reaction system, some successful applications have been obtained in the fields such as chemical synthesis and decomposition at plasma, sputtering and filming, deposition at the gas state, polymerization, modification on the material surface, etching, ashing at low temperature and so on. For example, in 1999, Zhang et al.^[1] got a high conversion rate of 98.2% for CH₄ synthesis by a glow discharge at the condition of 850℃ with the catalyst of Ni/a-Al₂O₃. In 1990, Matsumoto et al.^[2] reduced the concentration of CO₂ from 10% to 8% by DC corona torch discharge with Ar catalyst at 0.08 kPa. In 1988, Boenig et al.^[3] synthesized rare N₂H₄ and H₂O₂ with a glow discharge, in which N₂H₄ is a kind of pureness fuel and propellant of rocket. Tanaka et al.^[4] investigated the synthesis of ammonia from nitrogen-hydrogen plasmas in radiofrequency and microwave discharges with catalysts of iron and molybdenum wires of 100 pieces at 620 K and 650 Pa. After 2-h synthesis, the amounts of synthesized NH₃ and N₂H₄ were only 1.5 mmol/g and 2.5 mol/g, respectively. Because it is only at low pressure that electrons can obtain enough energy to carry out chemical reaction, the vacuum system is necessary, which results in the complicated technology and low production efficiency.......     

Ru基化合物催化制氢的研究进展

氢的存储是车载燃料电池发展的关键环节。甲醇在室温下呈液态并且储氢量达12.6wt%,然而分解甲醇制氢需要较高的温度(超过200℃)和压强(25~50bar)。最近研究者报道了利用单核钌(Ru)基化合物作催化剂,在常温常压条件下可以将甲醇分解成CO_2和H_2;利用双核Ru基化合物作催化剂,可以将多聚甲醛或甲醛与水的混合溶液有选择性地脱氢生成H_2和CO_2,但是关于Ru基化合物微观层次的催化机制还需要进一步研究。本文综述了不同配体构型和不同种类配体对催化剂活性的影响及其脱氢路径,以及催化剂的催化活性和溶液的pH值之间的关系,阐明如何改进现有单核Ru基钳型化合物和双核Ru基化合物催化剂的性能,设计催化活性更优良的新型催化剂。     

Mo—Ce／Sio2催化剂上甲醇氧化制甲醛的动力学与机理

用玻璃外循环无梯度反应器研究了Mo-Ce/SiO_2催化剂的甲醇氧化制甲醛的动力学。吡啶吸附的红外光谱鉴别出催化剂Lewis酸的存在。红外光谱证实甲醇在催化剂上发生化学吸附。用脉冲色谱法测定了甲醇及甲醛的吸附热。随着甲醛分压的增加,甲醇氧化制甲醛的速度随之减小。进行了催化剂被甲醇还原及还原催化剂用O_2再氧化的脉冲实验。甲醇氧化的动力学服从甲醇及甲醛吸附的Redox机理方程。     

微波等离子体与Ag/Al_2O_3催化剂协同降解CF_4的机理

为提高大气压下微波等离子体分解CF4过程的能量效率,降低副产物NOx的生成,采用微波等离子体后端添加Ag/Al2O3催化剂的方法,研究了微波等离子体与催化剂协同作用对CF4去除率的影响,考察了催化剂载体中银负载量对副产物NOx生成的抑制效果.结果表明,微波等离子体与Ag/Al2O3对CF4去除协同作用明显,CF4最高去除率达到95.8%.等离子体与催化剂的协同作用使CF4去除效率提高了32.7%,与单独等离子体作用相比,能量利用效率提高58.1%.催化剂中负载Ag量对副产物NOx的体积分数有明显影响,当Ag的负载量为Al2O3质量的2%时,NOx产生量减少了90%.     

等离子体引发CeO_2低温催化活性协同脱除空气中苯

苯是一种典型的室内空气污染物,可引起一系列健康问题。采用介质阻挡放电等离子体与二氧化鈰催化剂相结合的方法,在大气压及35℃下,进行脱除空气中苯研究。考察了放电电压、苯的初始浓度以及水量等因素对苯脱除率的影响,分析了等离子体与催化剂的协同效应。当气体中C6H6的体积分数为102×10-6、H2O的体积分数为1.2%、空气为平衡气、输入的放电电压为18 kV、空速为13 650 h-1时,苯的脱除率可达98.7%。而在同样实验条件下,单纯等离子体脱除苯和单纯催化氧化脱除苯的脱除率分别为69.5%和10.0%。实验结果表明,等离子体与CeO2催化剂催化氧化空气中苯的过程中产生了显著的协同效应,等离子体产生的活性自由基,如O和HO2等,是实现CeO2催化氧化苯的氧化-还原转化循环过程的关键。