Fe/海泡石黏土协同等离子体降解甲苯的研究

利用双介质阻挡放电产生的等离子体结合后置的Fe/海泡石黏土(SEP)催化剂,开展了等离子体协同催化降解甲苯的研究。通过盐酸活化的SEP为载体,用浸渍法制备了不同Fe负载量的Fe/SEP催化剂。用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、氢气程序升温化学吸附(H_(2)-TPR)等对催化剂样品进行了微观结构表征和组分分析,探讨了改变Fe负载量、湿度时,甲苯降解率、矿化率、二氧化碳选择性、臭氧残留浓度等变化情况。结果表明,SEP作为载体可以降低Fe_(2)O_(3)的还原温度,Fe/SEP催化剂有着良好耐湿性及催化活性,5%(以Fe质量分数计)Fe/SEP催化剂因具有较高的Fe_(2)O_(3)分散度和比表面积,获得了最佳催化效果。恒定能量密度(850 J/L)及湿度(0.1%,以水蒸气体积分数计)下持续放电48 h,5%Fe/SEP催化剂依然保持着良好的催化活性。

MnFe/海泡石后置协同低温等离子体降解甲苯的研究

低温等离子体(NTP)净化法是去除挥发性有机物(VOCs)的常用方法之一。利用NTP协同催化剂处理VOCs时可降低能耗,减少副产物,提升CO_(2)选择性和VOCs的去除效率。以盐酸改性海泡石(SEP)纤维为载体,利用浸渍法制备了不同Mn、Fe负载量的MnFe/SEP催化剂,采用BET、SEM、TEM、XRD、XPS等方法对催化剂进行了微观结构表征和组分分析,并利用介质阻挡放电等离子体结合后置的MnFe/SEP催化剂,开展了等离子体协同催化剂催化降解甲苯的试验研究。结果表明:海泡石纤维是性能优良的催化剂载体,可以很好地分散MnO_(2)和Fe_(2)O_(3)等活性组分,并保持较高的比表面积;锰铁氧化物可以提升甲苯去除率、碳平衡、CO_(2)选择性,减少O_(3)残留浓度;当负载的Mn含量为6 wt%时,锰铁氧化物高度分散在海泡石纤维表面,催化活性高,性价比较高。

常压等离子体对柔性多孔材料表面处理均匀性的研究进展

柔性多孔材料在当今众多前沿科学与技术领域发挥着重要作用,其表面改性将进一步赋予其多样和优异的表面性能,拓展其在功能和智能可穿戴等领域的应用.常压等离子体技术由于低温、低能耗、高效、环保、低成本、不改变材料本体特性、易于实现卷对卷制备等优势,在应用环境、样品材料选择上展现出良好的适应性,在低熔点柔性材料大面积低成本表面处理方面具有很好的应用前景和研究价值.本文综述了近年来常压等离子体柔性多孔材料表面改性的几个实例及在新材料、新能源、环保、生物医学中的应用.探讨了柔性多孔材料常压等离子体均匀处理所遇到的稳定性及渗透性的问题与挑战.综述了本课题组在常压等离子体稳定放电、卷对卷常压等离子体多孔介质处理及内部渗透性和均匀性方面的研究工作,介绍了本课题组在常压等离子体纳米颗粒膜沉积动力学及膜结构调控方面的突破和思路.常压等离子体柔性多孔介质表面处理技术走向应用仍然存在诸多挑战,需要结合常压等离子体的放电方式及特性、处理材料的结构及加工特性、等离子体和材料的相互作用等来进行综合考虑,才能提供合理可行的解决方案.

低温等离子体降解芳烃和烷烃类VOCs的对比研究

低温等离子体是一种能有效降解挥发性有机化合物(VOCs)的新技术。在降解过程中,由于有机气体分子结构的不同,降解效率出现差异。为了研究分子结构对低温等离子体降解VOCs的影响,以苯、甲苯、二甲苯、戊烷、正己烷和环己烷6种VOCs作为实验对象,分析比较了电离能、氢含量和沸点对闭环芳香烃和开链烷烃降解的影响。实验结果表明:1)电离能是影响芳烃和烷烃2类VOCs降解效率的重要参数,电离能越大,降解效率越低; 2)氢含量由于受到单键数量的影响,对于芳香烃,氢含量越大,降解效率越高,而对烷烃来说则相反; 3)沸点也是影响这2类VOCs降解的一个相关因素,随着沸点增大,其降解效率也增大。

催化剂协同介质阻挡放电等离子体对不同VOCs的催化选择性

为考察混合气体中各组分对VOCs降解的影响,以及催化剂在协同低温等离子体降解多组分VOCs气体中的表现,选取甲苯、丙酮及乙酸乙酯组成混合VOCs进行低温等离子体降解,进而研究混合降解方式对混合VOCs气体各组分降解效果的影响。先制备了Mn_(2)O_(3)/γ-Al_(2)O_(3)催化剂,采用催化剂后置方式研究催化剂在协同低温等离子体降解多组分混合VOCs气体过程中的表现。结果表明:多组分混合VOCs降解时,甲苯和乙酸乙酯的降解率相较单独降解时都有所提升,当特定输入能量(SIE)为700 J·L^(-1)时,提升率分别为69.1%和12.64%,而丙酮的降解率相较单独降解时却发生了明显下降,下降了40.74%;多组分混合VOCs降解时的臭氧产量相较3种VOCs单独降解时均有微弱下降;多组分混合VOCs相较单种VOCs降解时的碳平衡均略有下降;在协同低温等离子体降解多组分VOCs气体过程中,Mn_(2)O_(3)/γ-Al_(2)O_(3)催化剂对混合VOCs中甲苯、乙酸乙酯及丙酮降解率有明显提升,且随VOCs降解难度的上升而更加明显,并使得各条件下VOCs降解的碳平衡均得到了提升。本研究结果可为低温等离子体降解VOCs的实际应用提供参考。