低温等离子体_光催化净化空气污染物技术研究进展_张晓明
低温等离子体技术清除大气污染物方法探索
低温等离子体技术清除大气污染物方法探索近年来，随着工业生产和人口增长的飞速发展，大气污染已经成为全球关注的焦点问题之一。
尤其是城市地区，汽车尾气、工厂排放和燃煤等恶劣条件导致空气质量持续下降。
在这个背景下，寻找高效清除大气污染物的方法变得至关重要。
低温等离子体技术作为一种潜在的环保和高效净化方法，值得深入研究和探索。
低温等离子体技术是通过在低压和低温环境下产生等离子体来消除大气污染物。
该技术利用了等离子体的物理和化学特性，能够高效地清除各种有害气体和颗粒物。
下面将重点探讨低温等离子体技术在清除大气污染物方面的应用和研究进展。
首先，低温等离子体技术在清除有害气体方面具有显著效果。
大气中常见的有害气体包括二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOx）、挥发性有机化合物（VOCs）等。
这些气体不仅对人类健康造成危害，还是雾霾和酸雨的主要成因。
通过低温等离子体技术，这些有害气体可以被分解成原子或分子状态，然后进一步转化为无害物质。
研究表明，利用低温等离子体技术处理废气排放中的SO2和NOx能够将其净化效率提高到90%以上，使其完全达到相关排放标准。
此外，低温等离子体技术在清除颗粒物方面也显示出了良好的效果。
大气中的颗粒物主要包括可吸入颗粒物（PM10）和细颗粒物（PM2.5）。
这些微小颗粒物不仅可以直接影响空气质量，还会对人类健康造成严重危害。
通过利用等离子体产生的活性物种，可以将颗粒物表面的污染物氧化分解，最终实现颗粒物的净化。
研究发现，低温等离子体技术能够将颗粒物的去除率提高到80%以上，极大地改善了空气质量。
然而，低温等离子体技术在应用过程中仍然存在一些挑战和限制。
首先是能耗问题。
低温等离子体技术需要提供大量的能量来维持等离子体的产生和维持稳定运行。
这将导致较高的能源消耗和运行成本。
其次，低温等离子体技术在处理复杂废气和颗粒物时的效果还需要进一步优化。
废气的组分和颗粒物的大小都会影响清除效率，因此如何针对不同的污染物进行优化设计，是未来研究的重点。
低温等离子体技术净化室内VOCs的研究进展
Ｋｅ ｗｏ ｄ ｙ ｒ ｓ：Ｎ ｎｔｅｍ ｌ ｍａ ｖｌ ｌ ｏｇｎｃ ｏ ｐ ｕｄ Ｖ Ｃ ） ｒｓａ ｈｐｏ ｅｓ ｏ． ｒ ａ ｐａ ； ｏ ｔｅ ｒａｉ ｃｍ ｏｎ ｓ（ Ｏ ｓ ； ｅｅｒ ｒｇ ｓ ｈ ｌ ｓ ａ ｉ ｃ ｒ
近 年来 ，室 内环 境污染 对人 体健康 的影 响越来 越 受到人 们 的关 注 。室 内许 多污染 源 都能释 放挥发 性 有机 化合 物 （ Ｏ ｓ 、Ｎ Ｏ 等对人 体健 康产 Ｖ Ｃ） Ｏ ，
第３ Ｏ卷第 ３期
２ １ 年 ６月 ０１ ３ Ｎｏ ３
ＳＩ ＣＨＵＡＮ ＥＮＶＩ ＲＯＮＭＥ ＮＴ
Ｊ ｎ ０ ｕ ｅ２ １１
・
综
述 ・
低 温 等 离 子 体 技 术 净 化 室 内 Ｖ Ｃ 的 研 究 进 展 Ｏｓ
徐 建华 ，孙亚兵 ，冯景伟 ，李振 玉
（ ．南京大学环境学 院污染控制与资源化国家重点实验室 ，南京 １ （ ．合肥工业大学土木与水利工程学 院，合肥 ２ ２０ ４ ； １０ ６ ２ ００ ） ３０ ９
摘要 ：低温等 离子体技 术作 为一种新型 室内净化技 术 ， 能够有效降解 室 内挥 发性 有机化合物 （ Ｏ ｓ 。本 文首先 简要介 Ｖ Ｃ） 绍 了室 内Ｖ Ｃ Ｏ ｓ的主要 来源和对人体 的危 害，以及传 统治理技 术的不足 ，详 细分析 了低 温等 离子 体净化 Ｖ Ｃ 的优 势 Ｏｓ 和机理 ，并对低 温等 离子净化 Ｖ Ｃ 存在的问题以及研 究现状做 了引证 阐述 ，最后提 出了有待 解决的难题 。 Ｏｓ 关 键 词 ：低温等离子体 ；挥发性有机化合物 ；研究进展
低温等离子体降解vocs应用 -回复
低温等离子体降解vocs应用-回复低温等离子体降解VOCs应用是当前环境保护和空气治理领域的一个重要研究方向。
随着工业化和城市化进程的加快，挥发性有机化合物（VOCs）的排放问题日益凸显，给大气质量和人类健康带来了严重威胁。
而低温等离子体降解VOCs技术作为一种高效、环保的治理方法，正逐渐受到广泛应用。
一、低温等离子体技术的基本概念和原理低温等离子体技术是通过高频电源产生等离子体，利用高能电子的碰撞效应使空气中的氧气分子产生活性物种（如氧离子、超氧阴离子等），从而实现VOCs的去除。
基本原理是通过氧化还原反应将VOCs降解为二氧化碳、水和无害的无机物。
相比传统的燃烧和吸附等方法，低温等离子体技术具有能耗低、无二次污染、高效等优点。
二、低温等离子体降解VOCs的工艺流程1. 筛选和准备催化剂：低温等离子体降解VOCs过程中，常采用催化剂协同降解的方式，因此需要筛选合适的催化剂，并对其进行预处理。
2. 筛选VOCs降解条件：包括等离子体产生的功率、频率以及工艺温度等参数的确定，以及催化剂的载体和比例等。
3. 设计反应器：根据工艺条件，设计等离子体反应器，包括选择合适的反应器类型、反应器内催化剂的分布和排布等。
4. 处理废气：对被处理的VOCs含量较高的废气，进行预处理，如除尘、脱湿等，以保证后续处理的有效性。
5. 低温等离子体降解：通过高频电源供给能量，产生等离子体，在催化剂的作用下，将VOCs降解为无害物质。
6. 收集和处理产物：收集经过降解的气体，根据需要进行后续处理，如除气、冷凝等，以回收有价值的物质。
三、低温等离子体降解VOCs技术的优势和应用1. 高效：低温等离子体技术对多种VOCs具有高效降解能力，在低温条件下即可实现高降解率。
2. 环保：相比传统的燃烧方法，低温等离子体技术无需额外燃料，降解产物中无二氧化硫、氮氧化物等有害物质的释放。
3. 节能：通过合理设计反应器和优化工艺条件，可以实现能耗的降低，减少对环境的不良影响。
低温等离子催化降解 VOCs 研究进展
低温等离子催化降解VOCs研究进展福建龙净环保股份有限公司 叶凯摘要：低温等离子催化技术能够实现VOCs的高效降解，在大风量、低浓度VOCs治理领域具有广阔的应用前景。
文章从催化剂布置、放电反应器形式、催化剂活性组分及载体、VOCs特征污染物等方面概述了近年来国内外低温等离子协同催化去除VOCs的实验研究进展，并对该技术的发展方向进行了展望。
关键词：低温等离子体；催化剂；挥发性有机物（VOCs）；催化中图分类号：O643.36 文献标识码：A 文章编号：2096-4595（2020）43-0190-0002近年来，工业领域VOCs减排成为我国亟待解决的大气环保问题，各地高度重视并提出了愈趋严格的排放标准和要求，促进了VOCs治理技术的发展。
常见的VOCs废气治理技术包括吸附法、蓄热式燃烧法、低温等离子体法、光催化分解法等，其中低温等离子技术是近年来新兴的低浓度VOCs废气处理方法，在常温常压条件下可产生大量高能电子、·OH和·O、O3等具有强氧化性的活性粒子，使VOCs分子解离，然后引发一系列复杂的物理、化学反应，使复杂大分子（VOCs）污染物转变为无毒或低毒性的小分子，该技术因具有运行管理方便、操作条件温和、工艺流程简单等诸多优点获得了广泛研究[1]。
但是单独低温等离子技术存在降解率较低、中间产物沉积及能耗较高等问题，为进一步解决上述问题，低温等离子与催化技术的协同作用成为近年来的研究热点。
本文从催化剂布置、放电反应器形式、催化剂活性组分及载体、VOCs特征污染物等方面概述了近年来国内外低温等离子协同催化去除VOCs 实验研究进展，并对该技术的发展进行了展望。
一、催化剂布置方式研究进展根据催化剂与等离子放电区的相对位置，低温等离子协同催化反应系统主要包括将催化剂布置于等离子反应区内的一段式等离子协同催化（In-plama catalysis，IPC），以及将催化剂布置于等离子反应区下游的二段式等离子协同催化系统（Post plasma catalysis，PPC）。
低温等离子体结合催化去除VOCs的研究进展
并且随后在研究 中发现低 温等离子结合催 化技 术 比传统 的单
一
热 催 化 和 单 一 等 离 子 体 去 除 率 更 高 ［ ：低 温 等 离 子 体 ４ １
效 的去除 Ｖ ｓ ＯＣ 对环境保护和人体健康 都具有重要意义 。 传统 的处理 Ｖ ｓ ＯＣ 的方法 有燃烧法、 吸附法 、 生物法及膜分离法 等， 但都 不同程 度的存在着能耗 高 、 去除效果不理想及 产生二次
温等离子体结合催化技术 ， 能进一步的提高去除率、降低能耗 、减少二次污染 ，为有效 去除 Ｖ Ｃ 指引了一个新 的发 Ｏｓ 展方向。 文章综合概述了国内外近几年对此技术的作用机理 、 影响去除率的因素及尝试去除 Ｖ Ｃ 有机物 的研究进展 ， Ｏ ｓ
最后对此技术进行 了展望 。
［ 关键词】 低温等离子体 ；催化 ；ＶＯ ｓ Ｃ 【 中图分类号］ ４ ． ０６ ３ ３ ［ 文献标 识码】 Ａ 【 文章编号］０ ７ １６ （０ ８１—０ ９０ １０ —８ ５２ ０ ）１０ ９ —４
污 染 的 问题 。 等 离子 体技 术 从 上 世纪 ８ 年 代 就开 始 应 用于 环 境 治理 ｊ Ｏ 。，
（ ｎＴ ｅｍａ Ｐａｍａ ＮＴ ） Ｎｏ —ｈ ｒ ｌ ｌｓ ， Ｐ化学活性高 ， 反应速度快ｐ， Ｊ 对高、 低浓度的有机物 均有很好 的去 除效果 。ＮＴ 中加入催化剂 ， Ｐ 可进一 步降低能耗 ，同时不仅 大大减少 了单纯应用 ＮＴ Ｐ技术 造成的二次污染 问题 ， 还克服了单一采 用催化法的去除效率不 高、污 染物 浓度受 限制的缺点 ，提 高了 Ｃ 的选择 性，使二 Ｏｚ
２０ ０ ８年 第 １ 期 ｌ
广
东
化 工
９ ９
第 ３ 卷 总第 １７期 ５ ８
低温等离子体处理VOCs技术研究进展
机化合物ｒ １ ］ 。ＶＯ Ｃ ｓ 排放 的主要来源 ： 固定源排放 包括石油化工、 橡胶 、 油漆 、 塑料的行业尾气排放 ， 移
动 源 排 放 包 括 汽车 、 船舶 等尾 气 排 放 。ＶＯ Ｃｓ的种 类 繁多 ， 按其 化 学 结 构 可分 为 ： 烷类 、 芳烃类、 酯类 、
醛类和其他等。当前 已有 ３ ０ ０ 多种 ＶＯ Ｃ ｓ 可被鉴
定 。最 常见 的有 甲苯 、 乙苯 、 苯、 二 甲苯 、 对一 二 氯苯 、 苯 乙烯 、 甲醛 、 丙酮、 氯苯、 三氯 甲烷 等 。由于 ＶＯＣ ｓ 种类 和成 分都 比较 复杂 ， 工 业 排 放 源 涉 及 的行业 又 比较 多 ， 分布广 范 而分 散 ， 造 成无 组织 排放 现象 比较 严重 ， 要 想 准 确 监 测 ＶＯＣｓ的 工 业 排 放 源 非 常 困
ＶＯＣ ｓ的环境 中 ，可对 人 体 的健 康 造 成危 害 ， 如： 神 经 系统 、 呼吸 系统 以及 视 觉 、 肾脏 等 ， 甚 至 还 有部 分 ＶＯＣ ｓ 会严 重影 响人 体 的免疫 力 ， 具有 致 癌 、 致 畸变 的 危 害［ ２ ］ 。通 常将 ＶＯＣ ｓ 控 制 技 术 分 为 回收 技 术 和销毁 技术 。回收技 术 主要 有 吸附法 、 冷凝 法 、 膜分
温非平衡等离子体产生方法 。一般常见 的 Ｄ Ｂ Ｄ结
构有 三种 基 本类 型 ： ①立体 Ｄ Ｂ Ｄ、 ②沿 面 ＤＢ Ｄ、 ③ 共
板Ｄ Ｂ Ｄ。一般 电晕放电又可以分为直流电晕放 电、
交 流 电晕放 电和脉 冲 电晕放 电 。直流 电晕 放 电是 在 直 流高 压作 用 下 ， 利 用 电极 间 电场 分 布 不 均匀 性 而 产 生 电晕 的一 种放 电形式 。
低温等离子体技术在工业废气处理中的应用研究
低温等离子体技术在工业废气处理中的应用研究随着工业化进程的加速，工业废气问题已经成为了一个全球性的难题。
工业废气中含有大量有害物质，如氧化物、硫化物、挥发性有机物等，对环境和人体健康造成了严重的危害。
为了解决这一难题，低温等离子体技术成为了一种非常理想的处理方法。
1.低温等离子体技术的概念和基本原理低温等离子体技术是一种利用等离子体作用将有害气体分解为无害物质的处理技术。
等离子体是一种电离状态的气体，具有极高的能量和反应活性。
低温等离子体处理技术中，通过气体电离将氧气和氮气等气体分离出电离电子和离子等化学活性组分，然后利用这些活性组分的化学反应将废气中的有害物质转化成无害物质。
低温等离子体技术处理工业废气，不需要添加其他化学试剂，具有操作简便、效率高、处理效果好等优点。
2.低温等离子体技术在工业废气处理中的应用现状目前，低温等离子体技术已经在工业废气处理领域得到了广泛应用。
例如，烟气脱硝和脱硫等领域都采用了低温等离子体技术。
同时，低温等离子体技术在有机废气处理、污水处理等领域也获得了良好的应用效果。
3.低温等离子体技术在工业废气处理中的优点低温等离子体技术在工业废气处理中具有以下优点：3.1高处理效率低温等离子体技术可以在常温下对工业废气进行高效处理。
例如，对于含有挥发性有机物（VOCs）的工业废气，低温等离子体技术可以将其中的99.9%以上的有机物转化为CO2和H2O，处理效率非常高。
3.2无二次污染低温等离子体技术在处理工业废气时，没有任何二次污染，不会产生噪音、振动、污水等其他污染。
同时，在处理过程中也不需要添加其他化学试剂，不会在处理后产生任何水、气或固体污染。
3.3节能减排低温等离子体技术可以在常温下高效处理工业废气，存在节能减排的优势。
与传统工艺相比，低温等离子体技术最大程度地保持了有害物质的目标转化，具有废气处理效率高、能量消耗低等特点。
4.低温等离子体技术在工业废气处理中的发展方向随着工业废气问题的日益突出，低温等离子体技术在工业废气处理中的应用和研究也越来越重要。
低温等离子体协同(光)催化降解有机废气的研究的开题报告
低温等离子体协同（光）催化降解有机废气的研究的开题报告一、选题背景和意义随着工业化的进程和人类活动的增多，大量有机废气的排放不可避免。
有机废气对环境和人体健康都有很大的危害，因此，研究有机废气的治理技术已经成为人们关注的热点问题。
目前，常见的有机废气治理技术有吸附、氧化、还原、生物处理、物理吸收等。
但是，这些方法存在着各自的缺点，如成本高、处理效率低、不适应高浓度、高温有机废气处理等问题。
低温等离子体协同（光）催化降解有机废气是一种新兴的有机废气治理技术，具有能耗低、无二次污染、适用范围广等特点，已经被广泛应用于汽车尾气处理、印刷、表面处理等行业。
但是，目前对于这种技术的研究还比较少，尤其是在高温、高浓度有机废气处理方面还存在着很多挑战。
因此，本文拟以低温等离子体协同（光）催化降解有机废气为研究对象，探究其在高温、高浓度有机废气处理方面的优化和改进，为解决有机废气污染问题提供一种新的治理技术。
二、研究内容和方法本文主要研究内容包括：1. 低温等离子体协同光催化降解的原理和机制。
2. 研究不同低温等离子体和光催化剂对有机废气降解效果的影响，以及寻找最优的低温等离子体和光催化剂的组合。
3. 探究处理高温、高浓度有机废气的最佳催化反应条件，包括温度、湿度、有机废气浓度等参数。
4. 研究催化反应后的废气处理，探究不同处理方法（如过滤、灭菌）的效果，并进行废气成分分析，确定处理后的废气是否符合排放标准。
为达到研究目的，采用以下方法：1. 搭建适合低温等离子体协同光催化反应的实验系统，利用气相色谱、质谱等仪器测定有机废气的组成和浓度。
2. 设计实验方案，分别采用不同条件（湿度、温度等）模拟不同的实际应用场景。
3. 对实验结果进行数据分析和统计，并探究影响降解效果的主要因素。
三、预期成果本论文的预期成果包括：1. 探究低温等离子体协同光催化在有机废气处理方面的优势和应用前景。
2. 发现最佳的低温等离子体和光催化剂的组合，以及在高温、高浓度有机废气处理方面的最佳反应条件。
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化 工 进 展 CH EMICAL INDUSTR Y AND EN GIN EERIN G PRO GRESS 低温等离子体光催化净化空气污染物技术研究进展张晓明1 黄碧纯2 叶代启2(华南理工大学,1化工与能源学院,2环境科学与工程学院,广州510640)摘 要 低温等离子体光催化技术是一项新兴的技术,它结合了低温等离子体技术和光催化技术的优点,在环境领域有着广阔的应用前景。
近年来的研究初步表明,它在治理空气污染物的方面具有较好的性能。
介绍了低温等离子体光催化净化空气污染物技术的基本原理,并从去除挥发性有机物、氮氧化物、杀菌除臭等方面介绍了国内外对该技术的研究,指出了今后研究发展方向。
关键词 低温等离子体;光催化;空气净化中图分类号 X 511 文献标识码 A 文章编号 10006613(2005)09096404Advances in R esearches on Non thermal Plasma PhotocatalysisT echnology for Air Polullants ControlZhang X i aomi ng 1,H uang B ichun 2,Ye D aiqi2(1School of Chemical and Energy Engineering ,2School of Environment Science andEngineering ,South China University of Technology ,Guangzhou 510640)Abstract As a novel technology ,non t hermal plasma p hotocatalysis combines t he advantageof nont hermal plasma wit h t hat of p hotocatalysis ,and has a promising f ut ure in environmentalprotection.The recent researches are beginning to reveal it s satisfactory performance in air pollutant s co nt rol.The basic p rinciples of t he technology are int roduced in t his paper ,and t he researches on t he removal of VOCs ,NO x ,sterilization and deodorization are reviewed.Finally ,f urt her develop ment of t he technology is p resented.K eyw ords nont hermal plasma ;p hotocatalysis ;air t reat ment s 目前,各种有机污染物(VOCs 、细菌等)及无机污染物(NO x 、SO 2等)的大量排放对环境造成了严重的影响,并威胁人类健康。
这些污染物通常来自工业废气排放源、生活污染源以及交通污染源。
传统的气体净化技术一般投资大、周期长、运行费用高,而且处理效果也已很难满足日益严格的排放法规,因此人们正在寻求新的方法和途径。
近年来兴起的半导体光催化技术由于其能耗低,氧化性能强,已有大量研究[1]。
但该技术仍存在一些缺陷,如:反应受紫外光源限制;能量产率低;较难处理高浓度、大风量的气体等。
对于这些问题的解决,研究者通过各种技术手段对光催化剂进行改性,进而提高光催化性能[2]。
另一方面通过和各种外加场(超声波、电化学、等离子体等)进行耦合联用形成新型的高效光催化反应技术,取得了显著效果[3,4]。
尤其是低温等离子体在环境污染物处理方面的应用研究引起了人们的极大关注,被认为是环境污染物处理领域中最有广适性、最有发展前途的高新技术之一[5]。
目前,低温等离子体技术已经成功应用于烟气脱硫、脱氮、温室气体处理和VOCs 的降解[6]。
而低温等离子体和光催化的结合不但解决了光催化技术的一些难点,并且还使低温等离子体技术得到了优化。
其操作条件更加温和,能耗进一步降低,过程中的副产物也得到了抑制。
本文作者将介绍这一新技术处理污染物的基本原理,并从去除VOCs 、NO x 以及杀菌等方面介绍国内外对该技术的研究进展。
收稿日期 20050315;修改稿日期 20050616。
基金项目 广东省工业科技攻关计划项目(粤财企[2002]254号)。
第一作者简介 张晓明(1980—),男,硕士研究生。
联系人 黄碧纯,工学博士,副教授。
电话02087111279;E mail cebhuang@scut 1edu 1cn 。
・469・ 2005年第24卷第9期 1 去除原理低温等离子体是由电子、离子、自由基和中性粒子组成的中性导电性流体,在空气净化过程中常常由气体放电产生。
等离子反应器中放电电极表面、器壁表面及涂层置放的催化剂都有可能对等离子体化学反应起催化作用,等离子体激发和催化剂活化联合作用[7]。
低温等离子体光催化系统里,去除污染物过程既有等离子体化学反应过程又有光催化反应过程,两者之间也可能存在协同作用[8,25]。
在等离子产生过程中,待处理的污染物受高能电子轰击可以直接被分解成单质或转化为无害物质。
另外,高能电子的轰击使污染物电离、离解、激发,产生了大量等离子体。
等离子体中的离子、电子、激发态原子、分子及自由基都是极活泼的反应性物种,使通常条件下难以进行或速度很慢的反应变得十分快速,它们再进一步与污染物分子、离子反应,从而使污染物得到降解,尤其有利于难降解污染物的处理。
另外,由于活性离子和自由基气体放电时一些高能激发粒子向下跃迁能产生紫外光线,当光子或电子的能量大于半导体禁带宽度时,就会激发半导体内的电子从价带跃迁至导带,形成具有很强活性的电子空穴对,并进一步诱导一系列氧化还原反应的进行。
光生空穴具有很强的获得电子能力,可与催化剂表面吸附的O H-和H2O发生反应生成羟基自由基,从而进一步氧化污染物。
由于等离子体放电光催化过程有大量等离子体、强活性电子冲击、紫外线辐射等综合因素的协同作用,因而可以更快速有效地分解空气中有害物质和灭菌除臭。
2 研究现状目前,等离子体光催化体系净化技术的研究尚处在实验室探索阶段。
近年来,国内外科研工作者利用该技术在实验室中对空气中难降解的VOCs、NO x和细菌等进行了一系列探索性研究。
研究结果初步表明,该技术在治理空气污染物方面具有较好的性能,比单一的等离子体技术和光催化技术都有明显的提高,更是传统的空气净化技术所无法比拟的。
211 去除挥发性有机物(VOCs)挥发性有机物是一类比较难降解的气体,尤其是苯系物,传统的方法不但难以实现较高降解率而且极易产生二次污染。
而利用等离子体光催化技术处理后则能使之迅速降解,并且基本无二次污染,处理效率比单一的等离子体技术和光催化技术都有明显的提高。
Misook Kang等[9]在对常压下等离子体纳米TiO2光催化体系降解甲苯研究时发现,在仅有氧气等离子体而没有TiO2光催化剂存在时,13kV脉冲电压下,120min后只有40%的甲苯降解;在单一紫外光照射纳米TiO2光催化体系中,甲苯的降解率则低于40%。
而在TiO2/O2等离子体光催化反应体系中,相同条件下,甲苯转化率大大提高,达到了70%。
Lee Byung Y ong等[12]研究表明,在等离子体光催化体系中,TiO2负载量仅需115%(质量分数)即可以使苯的降解率比单一等离子体反应过程提高10%;并且使CO2的选择性提高了70%;苯的降解过程中进行更加彻底。
可见,光催化剂引入等离子体场大大提高了系统的净化效率,并且使得反应彻底,较好地抑制了副产物的产生。
实验还测出了等离子体发射光谱,为能激发TiO2催化剂,引发光催化反应提供了有力的证据。
另外,他们还发现使用多孔性载体可以使系统净化效率和CO2选择性进一步提高。
不同催化剂载体(γAl2O3和玻璃珠)的降解效果差异明显。
在使用多孔性的γAl2O3时,CO2选择性比使用玻璃珠提高了近55%。
国内有研究者[13]在体系中使用多孔性的陶瓷材料作为光催化剂载体后,即使在处理浓度高达1000mg/m3苯时,其效率仍高达9419%,系统效率相当高。
Li Duan等[14]采用了针对板直流电晕放电等离子体反应器结合光催化剂颗粒层来去除甲苯。
实验发现,等离子体反应器中光催化剂及其放置位置都将影响VOCs脱除效率。
实验考察了光催化剂放置板电极前后和不放置光催化剂时降解甲苯的效果(如表1),极板前放置光催化剂不论在能效还是甲苯的降解率方面均要比放置极板后和不放置光催化剂时优越。
表1 光催化剂放置反应器不同位置和不放置时的比较类 别 能效/g・(kW・h)-1降解率%放置板电极前71276放置板电极后31271不放置光催化剂31644Hyun Ha K im等[15]则考察了等离子反应器中TiO2负载贵金属时苯的降解效果。
实验发现,反应器填・569・ 第9期 张晓明等:低温等离子体光催化净化空气污染物技术研究进展充Ag/TiO2、TiO2、Pt/TiO2在能效和减少副产物方面都要比常规的Ba TiO3填充床反应器优越,并且在降解苯的过程中催化剂的活性顺序为Ag/ TiO2>TiO2>Pt/TiO2。
光催化剂本身性质直接影响VOCs的降解效果。
另外,梁亚红等[16]系统考察了等离子体光催化体系降解苯的工况参数。
实验发现,电压、入口浓度气体流量以及反应器外绕线圈匝数,对降解效果都有影响,其中电压的影响最为显著。
当电压升高至2715kV以上时,有纳米TiO2涂层填料的反应器苯的去除效率提高很快。
212去除氮氧化物燃料燃烧排放的大气污染物中,危害大且又比较难处理的是氮氧化物NO x。
NO x可引起酸雨、臭氧层破坏、温室效应、光化学烟雾等一系列环境问题。
目前,脱除NO x的方法主要有湿式吸收法、固体吸附法、电子束照射法、热催化法、生物法等。
这些方法主要存在设备庞大、费用高、二次污染严重等问题。
近年来实验室研究表明,利用等离子体光催化体系降解NO x效果显著,而且设备紧凑,能耗低,二次污染少。
Katamoto Akinori 等[18]用溶胶凝胶法将TiO2涂覆在等离子体反应器内壁,考察了去除NO x的效果。
结果表明,当等离子反应器中引入光催化剂时,NO x的去除率提高了10%～30%。
在气体流量为1250mL/min 时,其最大去除率仍可达60%,而其能耗却仅约为50eV/mol。