《吸附/催化材料表面放電脫除煙氣中多環芳烴的研究》是依託浙江工商大學，由陸豪擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：吸附/催化材料表面放電脫除煙氣中多環芳烴的研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：陸豪
- 依託單位：浙江工商大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
針對煙氣中多環芳烴（PAHs）控制研究薄弱的現狀，申請人提出低溫電漿氧化-吸附-催化協同脫除PAHs的新思路。製備以多孔粘土異構材料為載體、納米金屬為活性成分的吸附/催化材料，將該材料置於電漿電場中表面形成均勻微放電，促進自由基等活性物質的生成。脫除過程中，吸附劑首先吸附固定PAHs；接著電漿電場內的大量活性物質氧化降解PAHs，並實現吸附劑的原位再生；同時催化反應促進PAHs向CO2和H2O的轉化，減少副產物生成的同時降低電場能耗。本課題在製備和表征吸附/催化材料的基礎上，研究材料表面微放電電漿物理化學過程的微觀機制和電漿化過程強化材料物理化學性能的機理，並研發低溫電漿氧化-催化-吸附集成化反應器，真正解決PAHs低溫電漿處理過程中脫除率低、能耗高和副產物難以控制，吸附過程中吸附劑難以原位再生的多重問題，為實現煙氣中PAHs的高效控制提供理論依據及技術支持。
結題摘要
多環芳烴（PAHs）是一類對人體具有“致畸、致癌、致突變”效應的有機物，相比於低分子量的揮發性有機物，但國內外對PAHs的污染控制研究較少。萘是空氣中濃度最高的PAHs，本研究以萘為對象，系統研究了介質阻擋放電、介質阻擋放電協同催化以及吸附三類體系對萘的去除效果。（1）在介質阻擋放電體系中，隨著放電電壓的增加，萘的降解率顯著提高，萘降解產物COx¬（CO + CO2）的選擇率有所下降；放電頻率越高，注入的能量也就越大，萘的降解率也隨之提高；放電氣隙越大，放電越困難，不利於萘的降解；隨著模擬廢氣中萘的初始濃度增加，萘的降解率降低，但其能量效率有所增加，在100ppm萘的初始濃度下能量效率達到21.1 g/kWh；停留時間對萘的降解率沒有顯著的影響，但能改變COx的選擇率；通過分析降解副產物的生成特性，我們提出了萘降解反應途徑。（2）本研究製備TiO2/硅藻土作為催化劑，考察介質阻擋放電協同催化體系對萘降解的特性，發現隨著TiO2負載量的增加，萘的降解率也逐步增加，COx選擇率的趨勢則是先增加後穩定在78%左右，其中CO2選擇率增加了25.3%，而CO的選擇率只增加5.9%；模擬廢氣的溫度由室溫25℃升高到100℃，雖然萘的降解率只有8%左右的提升，但是COx的選擇率則從45.3%提升至87.5%，其中CO2選擇率的提高幅度達到了33.1%。（3）本研究以膨潤土為基體製備多孔粘土異構材料（PCHs），考察PCHs對萘的吸附性能，發現以CTMAB為表面活性劑、正辛胺為助表面活性劑製得的PCHs對萘的吸附量最大，達到386mg/g；氣體溫度和萘初始濃度對吸附量均由明顯影響，隨著氣體溫度下降和萘初始濃度上升，萘的吸附量逐漸上升；本研究開發了一種新型的吸附劑再生技術—放電再生，吸附飽和經再生後，PCHs對萘的吸附量仍能達到282 mg/g。本項目的研究成果為控制大氣中PAHs污染提供了技術支持。
