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随着经济发展和生活水平的提高,室内污染也越来越受到人们的关注。被称为室内污染头号“杀手”的甲醛,是室内空气污染危害最严重且最常见的污染物之一,所以应引起特别的重视和研究。
电源对等离子体放电有重要的影响,本文对介质阻挡放电等离子体高频高压电源的放电特性进行了研究。实验得出了不同的气体流速、频率、放电面积及浓度下,电源工作时的输出电流-输出电压电路特性曲线,还考察了冷、热启动时输出电流随放电时间的变化关系,表明该电源适合在介质阻挡放电等离子体技术中应用。
实验研究了反应器形状、电极尺寸、填料性质等各参数对甲醛降解率的影响,结果表明:在平板式与管式两种反应器中甲醛降解率均随着放电电压的升高而增大,并在一定电压时趋于平缓,而与管式反应器相比,平板式反应器中甲醛降解能耗大大降低;多孔结构的γ-Al2O3填料相对于玻璃珠更有利于甲醛的降解;甲醛降解率随电极尺寸的增大而增大,随填料尺寸的增大而减小。
研究了等离子体与光催化剂协同降解甲醛时各参数对降解率的影响,并对所制备的TiO2光催化剂进行了XRD和SEM表征。结果表明:负载有光催化剂的填料,当电压为20.7kV时,甲醛其降解率可达83.8%;相同的催化剂,载体的表面越粗糙,孔隙率越大,则催化剂降解率越大:实验还对两种催化剂的降解效果进行了比较,结果表明MnO2催化剂的降解率大于TiO2催化剂的降解率;催化剂制备过程中,焙烧温度从400℃升高到800℃时,纳米TiO2的粒径逐渐增大,且其晶型由锐钛矿型向金红石型转变,甲醛的降解率由83.8%下降到59.8%。
本文还将甲醛与苯乙烯在等离子体中的降解进行了比较。实验采用平板式反应器,考察了放电电压、初始浓度和停留时间对他们降解率的影响,并对两者的能耗进行了分析。研究发现甲醛和苯乙烯的降解率随放电电压、初始浓度和停留时间的增大均呈现不同的变化趋势:随着放电电压和停留时间的增大,甲醛的降解率较苯乙烯增加得慢,且达到一定值后有趋于平缓的趋势:而当初始浓度增大时,甲醛的降解率先增大后减小,其最佳降解浓度区域为0.13-0.25mg/m3,苯乙烯的降解率则直接快速减小:在输入的能量较高时,苯乙烯的能量利用率更高。