紡織行業(yè)大氣污染校級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室申請(qǐng)書(shū)(存儲(chǔ)版)
【正文】 明顯提高碳平衡值，降低 O3的生成量 ! 協(xié)同降解 VOCS的作用機(jī)理 低溫等離子體降解 VOCS的原理 低溫等離子體在廢氣凈化過(guò)程中常常由氣體放電產(chǎn)生 !一般認(rèn)為，在外加電場(chǎng)的作用下，高壓放電產(chǎn)生大量的高能電子，高能電子與氣體分子（ O2 和 H2O 等）發(fā)生碰撞產(chǎn)生 O 和 OH 等活 性自由基，進(jìn)而與受等離子體作用而電離 離解或激發(fā)的 VOCs 分子發(fā)生一系列復(fù)雜的等離子體物理和化學(xué)反應(yīng)，使有機(jī)廢氣最終得到降解 !氮的亞穩(wěn)態(tài)以及氮的高振動(dòng)激發(fā)態(tài)也可以直接與 VOCs 分子碰撞或通過(guò)與 O2 和 H2O 等分子碰撞產(chǎn)生活性自由基進(jìn)而發(fā)生自由基反應(yīng)降解有機(jī)廢氣；張靜等對(duì)介質(zhì)阻擋放電脫除甲醛進(jìn)行了化學(xué)動(dòng)力學(xué)模擬，模擬結(jié)果顯示，在模擬空氣條件 O原子和 OH自由基是甲醛脫除的主要活性粒子，其中 OH自由基的作用更為突出；而在氮?dú)鈿夥罩校膩喎€(wěn)態(tài)則是甲醛脫除的主要物種 ! 低溫等離子體與催化劑的相互作用 離子體對(duì)催化劑的激活作用 低溫等離子體中電子溫度高達(dá)上萬(wàn)開(kāi)爾文，催化劑在這種高溫度的化學(xué)場(chǎng)中受各種高能粒子的轟擊，其物化性質(zhì)很可能會(huì)發(fā)生變化，從而被激活 !等離子體激活催化劑的機(jī)理因催化劑的不同或者催化劑引入位置的不同會(huì)有所差別 !等離子體可能直接作用于催化劑的活性中心，降低反應(yīng)的活化能從而激活催化劑參與反應(yīng)；也可能擴(kuò)大催化劑活性組分的分布，使催化劑形成更多的活性中心從而有利于催化反應(yīng)的進(jìn)行 。天然氣中的硫以 H2S,COS, CH3 SH , CH3 SSCH3 等形式存在 ，其中以 H2S和少量有機(jī)硫?yàn)橹?[oar，所以天然氣脫硫的研究多集中在 H2S上。通過(guò)在 30一 80℃內(nèi)測(cè)定光催化產(chǎn)生氫氣的速率來(lái)試圖改進(jìn)在這個(gè)系統(tǒng)中光分解 H2S的效率。其中硫醚、硫醇的脫除相對(duì)較容易，而曝吩、苯并曝吩類(lèi)硫化物的脫除是難點(diǎn) Cz3 . za 7。由于 DBT的最大吸收波長(zhǎng)為 }，而 45 0 W中壓汞燈發(fā)射的波長(zhǎng)是 296. 7 } 578. Onm。只在輕油相中加 BZP 不能提高脫硫率，而過(guò)氧化氫可作為光激發(fā)態(tài)弱氧化劑，在水相中加過(guò)氧化氫利于 DBT的脫硫。前一體系經(jīng)光照 24 h柴油含硫量降 SOO},g/g。 離子效應(yīng) ： 電離層由大氣的球面組成，其中帶有已經(jīng)被太陽(yáng)輻射而電離的離子，這就是等離子體區(qū)，形成不同離子密度的層 D、 E、 F F2。 等離子體顯微鏡： IgorSmolyaninov報(bào)道稱(chēng)他和他的同事能夠拍下來(lái)空間分辨率在 60nm的物體（如果是實(shí)用材料，分辨率能達(dá)到 30nm），而用激光激發(fā)只能達(dá)到 515nm。 ①等離子體冶煉：用于冶煉用普通方法難于 冶煉 的材料，例如高熔點(diǎn)的 鋯 (Zr)、 鈦 (Ti)、 鉭 (Ta)、 鈮 (Nb)、 釩 (V)、 鎢 (W)等金屬；還用于簡(jiǎn)化工藝過(guò)程，例如直接從 ZrCl、 MoS、 TaO和 TiCl中分別 等離子體 獲得 Zr、 Mo、 Ta 和 Ti；用等離子體熔化快速固化法可開(kāi)發(fā)硬的 高 熔點(diǎn) 粉末，如 碳化鎢 鈷 、 MoCo、 MoTiZrC 等粉末等離子體冶煉的優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)品成分及微結(jié)構(gòu)的一致性好，可免除容器材料的污染。雖然目前已經(jīng)有許多治理手段， 但是光催化（等離子體的離子效應(yīng)）處理有機(jī)污染物的技術(shù)由于其價(jià)廉，無(wú)毒，節(jié)能，高效的優(yōu)勢(shì)逐漸成 為各界人士研究的重點(diǎn)，光催化的研發(fā)也一躍成為當(dāng)前國(guó)際熱門(mén)研究領(lǐng)域之一。針對(duì)目前比較受關(guān)注的室內(nèi)墻體涂料揮發(fā)出的一些有機(jī)污染物，如苯，甲苯，甲醛等芳香族有機(jī)物，它們對(duì)人體有較大危害，極大的影響了空氣的質(zhì)量和人體的健康。很多學(xué)者多苯， 甲 苯，丙酮等氣相有機(jī)物的光催化降解進(jìn)行了研究。 HO 2 2但是因?yàn)樗仗?yáng)光的波長(zhǎng)范圍太窄，量子效率又低，從而阻礙了其在環(huán)保方面的應(yīng)用。其原 因是過(guò)渡金屬元素存在多種化合價(jià)，當(dāng)少 量過(guò)渡金屬離子進(jìn)入到 TiO 2 晶格中后會(huì)在其晶體中形成缺陷并改變其結(jié)晶度， 變成光生電子一空穴對(duì)的淺勢(shì)捕獲阱，這些淺勢(shì)捕獲阱會(huì)捕獲光生電子從而使光 生電子與光生空穴的復(fù)合時(shí)間延長(zhǎng)，而且還會(huì)讓 TiO 2 納米晶電極呈現(xiàn)出 pn 型 光響應(yīng)共存現(xiàn)象，減小光生電子空穴對(duì)復(fù)合幾率。其中應(yīng)用最廣泛的是在半導(dǎo) 體催化劑表面負(fù)載 Pt。 。 O 2 芳香族有機(jī)物主要是分子結(jié)構(gòu)中包含有苯環(huán)的一類(lèi)物質(zhì)。大量研究證實(shí) :染料、表面活性劑、有機(jī)鹵化物、農(nóng)藥、油類(lèi)、氰化物等許多難降解或用其它方法難以去除的有機(jī)污染物都能夠通過(guò)光催化氧化反應(yīng)有效的降解、脫色、去毒，并最終完全礦化為 CO 2 、 H 2 O 及其他無(wú)機(jī)小分子物質(zhì)，達(dá)到完全無(wú)機(jī)化的目的，從而消除對(duì)環(huán)境的污染 。 實(shí)驗(yàn)報(bào)告設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)背景： 在 21世紀(jì)的社會(huì)，能源與環(huán)境問(wèn)題已經(jīng)成為世界關(guān)注的主題，水和空氣作為人類(lèi)最寶貴的資源已日益受到重視。這就能實(shí)現(xiàn)小型化以及用納米天線(xiàn)探測(cè)光信號(hào)的過(guò)程，納米波導(dǎo)， 納米傳感器 ，并且還有可能實(shí)現(xiàn)納米計(jì)算機(jī)，納米存儲(chǔ)，納米信號(hào)和光分子接口。 等離子體在米粒狀粒子彎曲頂端處等離子體電場(chǎng)比用來(lái)激發(fā)等離子體的電 場(chǎng)強(qiáng) 很多，并且它在很大程度上改進(jìn)了光譜的速率和 精確性 。電子離開(kāi)原子核，這個(gè)過(guò)程就叫做“電離”。白石康浩等 .’〕研制出一種利用液掖抽提和光化學(xué)反應(yīng) 的柴油深度脫硫方法，包括柴油 }znz水溶液、柴油有機(jī)溶劑 (如乙 睛 )兩種體系的光照脫硫過(guò)程。由于 DBT從光激發(fā)態(tài)到基態(tài)蔡的三線(xiàn)態(tài)能量轉(zhuǎn)移，蔡的存在顯著抑制了從輕油中去除 DBT的過(guò)程。將 100mg Ti02 加到 400mL 0. Olmol/L 的 DBT/乙睛溶液中，用超聲波降解 15 min，利用磁力攪拌及通入氧使溶液保持 懸浮狀態(tài)，光源采用 45 0 W 高壓汞燈。柴油中的硫以沸點(diǎn)更高的含多個(gè)烷基取代的苯并曝 吩、二苯并曝吩 (DBT) ,}p吩類(lèi)硫化物為主，總含量在 5000},g/g左右。 Nam。多孔性催化劑能富集 VOCs( 分子，還能吸附等離子體放電產(chǎn)生的大量短壽命活性物質(zhì)或在放電前就吸附了有利于產(chǎn)生高活性自由基的物質(zhì)，當(dāng)放電產(chǎn)生時(shí)造成局部的自由基富集，從而強(qiáng)化微孔結(jié)構(gòu)表面的多相降解反應(yīng)，提高有機(jī)廢氣的降解效果。 低溫等離子體 : 催化協(xié)同降解揮發(fā)性有機(jī)廢氣 揮發(fā)性有機(jī)物 (簡(jiǎn)稱(chēng) VOCs)種類(lèi)繁多，分布面廣，是繼顆粒物 二氧化硫和 氮氧化物之后又一類(lèi)不容忽視的大氣污染物揮
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