Mn基金属有机骨架(MOFs)催化剂制备及介质阻挡放电(DBD)等离子体协同催化降解甲苯

采用溶剂热合成法制备了Mn-MOF-74和Mn-TPA-DMF两种Mn基MOFs催化剂,并用XRD、FTIR、SEM、BET和XPS等对催化剂进行了表征.采用催化剂与介质阻挡放电(DBD)等离子体反应器协同系统评估甲苯气体降解性能.研究结果表明,采用DBD/Mn-MOF-74催化降解甲苯,当能量密度为830.57 J·L^(-1)、氧气体积分数为4%时,甲苯降解率达97.3%,CO_(2)选择性为49.4%,矿化度为72.8%,能量效率为5.77 g·kWh^(-1).与单独DBD相比,Mn基MOF催化剂的引入提高了甲苯的去除率、CO_(2)的选择性和碳平衡,有效抑制了副产物O_(3)和NO_(x)的生成(下降了约50%).与Mn-TPA-DMF相比,Mn-MOF-74表现出更优越的等离子体协同催化性能.结合催化剂的表征结果及性能评估,推测Mn基MOFs大的比表面积、表面吸附氧(Oads)、Mn多价态(Mn^(2+),Mn^(3+),Mn^(4+))之间的电荷循环转移是影响催化性能的关键因素.

等离子体辅助催化还原NOx系统的优化

为研究等离子体辅助催化系统的优化,以NO/NO2/C2H4/O2/N2为模拟反应气体系,介质阻挡放电(DBD)反应器为等离子体反应器,Ag/γ-Al2O3为催化剂,实验考察了DBD反应器内填充石英介质小球对等离子体辅助催化系统的NOx脱除效率影响。结果表明:DBD反应器内填充石英介质小球,有利于DBD反应器在较低的放电能量密度下产生更多低温催化活性高的含氮有机物,促使等离子体辅助催化系统在较低的催化温度250°C时获得>80%的NOx脱除效率。