《吸附/過濾耦合電漿催化脫除廢氣中PAHs的機理研究》是依託浙江工商大學，由吳祖良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/過濾耦合電漿催化脫除廢氣中PAHs的機理研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：吳祖良
- 依託單位：浙江工商大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
採用吸附/過濾耦合電漿催化脫除廢氣中PAHs的新方法，構建不鏽鋼粉末燒結層過濾－介質阻擋電漿氧化－金屬氧化物催化氧化以及硅藻土吸附－介質阻擋電漿氧化－金屬氧化物催化氧化兩個反應體系，對廢氣中的氣/固相PAHs以及氣相電漿反應過程中生成的固相產物實現高效吸附和捕集，最終在電漿催化的協同作用下完成深度氧化脫除。本課題研究介質阻擋放電對金屬氧化物/硅藻土吸附氧化性能的影響機制，PAHs降解過程中不鏽鋼粉末燒結層的過濾機制，以及PAHs在吸附－過濾－電漿催化複雜體系下的氧化機理，為廢氣中PAHs的高效無害化控制提供重要的理論依據，同時為解決燃煤過程複合污染物控制、機動車尾氣淨化甚至室內空氣淨化等環境問題提供理想的技術途徑。
結題摘要
近年來，多環芳烴（PAHs）引起的大氣環境污染問題日益嚴峻，因而對其排放控制已經刻不容緩。電漿催化技術具有效率高、能耗低、副產物較少等優勢，是一種新型的PAHs的無害化處理方法。本項目以萘作為PAHs的代表性物質，採用吸附/過濾耦合電漿催化的新方法，分別對不鏽鋼粉末燒結層過濾－介質阻擋電漿氧化－金屬氧化物催化氧化和硅藻土吸附－介質阻擋電漿氧化－金屬氧化物催化氧化兩個反應體系中氣/固相萘的去除特性和機理進行深入研究，在Ti光催化機理、萘降解產物和萘降解機理等方面進行了開拓性研究。主要的研究結果有： （1）介質阻擋放電協同吸附催化系統中，比較Ti/SiO2、Mn/SiO2、Co/SiO2等催化劑在介質阻擋放電中的萘去除效果，發現萘的去除率呈現以下規律：Ti/SiO2＞Mn/SiO2＞Co/SiO2＞SiO2＞未填充催化劑，而COx選擇率呈現的規律是：Ti/SiO2＞SiO2＞未填充催化劑＞Mn/SiO2＞Co/SiO2。Ti/SiO2能同時促進萘的初步氧化和深度氧化，而Mn/SiO2和Co/SiO2等催化劑主要是促進萘的初步氧化。DBD協同吸附催化技術還能有效減少臭氧、氣溶膠等副產物的生成。 （2）對介質阻擋放電協同吸附催化系統中Ti/SiO2促進萘降解的催化機理進行了研究，發現放電前Ti/SiO2中的Ti元素以單一的Ti4+穩定存在，而放電後出現了Ti3+。放電後的5 ml Ti/SiO2和20 ml Ti/SiO2 中Ti3+的百分比含量分別為20.5%和 23.2%，這說明隨著Ti負載量的增加，光催化作用愈加明顯。另外，20%氧氣濃度和0%氧氣濃度放電後，Ti3+的百分比含量分別為23.2%和52.6%。由此可知氧氣存在時，萘的去除主要依靠放電產生的氧化性自由基和光催化產生的電子空穴對的共同作用。
