氣體放電-光催化凈化含苯廢氣的研究.pdf

1、本論文采用氣體放電與光催化相結合的方法，共同作用于含苯廢氣使其降解。選用填充床管-線式反應器，填料為不同材質和直徑的陶瓷環(huán)，選納米TiO2為光催化劑并將其負載于陶瓷環(huán)上；電源為50Hz的低頻交流高壓電源，升壓范圍一般為0～30kv。實驗研究表明，該反應器工作能力的大小主要取決于氣體放電的強弱和由此產生的紫外線強度，其次是納米光催化劑的品質和裝載狀況等。 研究表明，影響反應器氣體放電的主要因素有：內外電極、填料的材質和直徑、兩極

2、間的電壓和氣體的濕度等。在其它特征參數一定的條件下，兩極間的電壓越大放電越強；內電極直徑既非越大越好，也非越小越好，而應存在一個合理值；外電極匝數并非越多越好，過多會引起反應器發(fā)熱增加能耗，過少會造成反應器內的電場強度不均勻；填料材質的介電常數對電場強度有一定的影響，電場強度隨填料的介電常數增大而減小，隨著填料直徑減小而增大；氣體濕度越大放電越弱。實驗表明，影響反應器降解率的主要因素除上面已提及的以外，還有空塔氣速和苯的入口濃度。

3、 通過用溶膠-凝法制取光催化劑并為填料鍍膜的實驗，總結出合理的原料配比和制取工藝條件。實驗證明，光催化劑可增大填料的介電常數、填料氣隙間的電場強度和電子能量水平，同時可提高反應器的能量利用率和化學反應強度。與無光催化劑的反應器相比，有光催化劑的反應器對苯的降解率有了明顯的提高。實驗中還發(fā)現(xiàn)，氣體放電-光催化反應器在處理含苯氣體時，CO2的產率較一般的氣體放電反應器高；反應器在處理低濃度(750mg/m3)含苯氣體時去除率與降解率幾乎

4、相同，可達99％；處理高濃度(1500mg/m3)含苯氣體時，去除率也可達90％以上。經測定，尾氣中的主要生成物為CO2、H2O。 事實說明，氣體放電-光催化反應器和一般的光催化反應器相比，具有體積小、處理效率高、運行工況容易控制等特點，與無光催化劑的單一氣體放電相比，對含苯氣體的去除率可提高10％以上。光催化劑在長期使用過程中會失活，但在本體系下，光催化劑的再生較容易。 本研究對氣體放電-光催化反應器凈化含苯氣體的

5、尾氣和反應器上的結焦物質進行了色譜-質譜聯(lián)用和紅外光譜等分析，得到了幾個重要結果：①由于苯分子受高能電子的碰撞，容易形成苯自由基·C6H5，這是形成苯衍生物的根源。②由于體系中氧氣O2、水蒸氣H2O在氣體放電和光催化過程中產生氧自由基·O，羥自由基·OH，它們的性質非?；顫?，容易與苯自由基發(fā)生一系列反應，生成一系列烷氧自由基，這些自由基之間再進一步反應生成一系列含氧有機中間產物，醛類、醇類、羧酸類、酯類等。③由于自由基的活潑性，可以發(fā)生