甲苯DBD降解有機副產(chǎn)物形成機理及影響因素研究——DBD裝置及痕量有機物檢測裝置的研制及應(yīng)用.pdf

1、等離子體降解技術(shù)處理低濃度有機廢氣擁有廣闊的應(yīng)用前景，一直以來是各國研究機構(gòu)感興趣的課題。目前國內(nèi)外的主要研究方向是提高降解過程中的有機物去除率，即重點關(guān)注有機物在多大程度上降解成其它物質(zhì)，而對降解尾氣中的有毒副產(chǎn)物成分、含量、形成機理及影響因素的系統(tǒng)研究還未見報導(dǎo)。本論文在設(shè)計加工非平衡等離子體發(fā)生器、痕量揮發(fā)性有機物檢測裝置質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)飛行時間質(zhì)譜(Proton Transfer Reaction Time of Flight Ma

2、ss Spectrometry，PTR-TOF-MS)的基礎(chǔ)上，探索甲苯低溫等離子體降解有機副產(chǎn)物的形成機理。論文的主要研究內(nèi)容有:
　　(1)非平衡等離子體發(fā)生器的研制。設(shè)計、加工了同軸式介質(zhì)阻擋放電(Dielectric Barrier Discharge，DBD)裝置，通過考察介質(zhì)層數(shù)、介質(zhì)材料、氣隙間距、激勵電壓幅值及頻率對發(fā)生器放電特性的影響，優(yōu)化非平衡等離子體發(fā)生器的結(jié)構(gòu)參數(shù)和電氣參數(shù)。研制的DBD裝置能夠產(chǎn)生穩(wěn)定的非

3、平衡等離子體用于降解甲苯氣體。
　　(2) PTR-TOF-MS關(guān)鍵部件設(shè)計和儀器性能測試。由于甲苯等離子體降解產(chǎn)生的二次有機副產(chǎn)物成分復(fù)雜且濃度低，本論文利用高靈敏度的PTR-TOF-MS來檢測甲苯等離子體降解之后的二次有機副產(chǎn)物。利用離子光學(xué)模擬程序SIMION對漂移管、傳輸裝置進行模擬優(yōu)化，根據(jù)模擬的結(jié)果指導(dǎo)儀器的設(shè)計和調(diào)試，研制出可以在秒量級的時間內(nèi)獲得ppt量級探測靈敏度的揮發(fā)性有機物實時在線監(jiān)測設(shè)備，并對PTR-TOF

4、-MS的離子透過率、分辨率、靈敏度、檢測下線及定量準(zhǔn)確性等性能進行了測試。設(shè)計的PTR-TOF-MS用于檢測甲苯等離子體降解之后產(chǎn)生的二次有機副產(chǎn)物的成分及其濃度。
　　(3)甲苯等離子體降解研究。利用設(shè)計的低溫等離子體發(fā)生裝置降解甲苯，降解尾氣中的揮發(fā)性有機物利用自行研制的高靈敏PTR-TOF-MS進行實時在線測量，完成有機副產(chǎn)物的定性和定量分析;系統(tǒng)研究影響有機副產(chǎn)物形成的等離子體降解參數(shù)，探索抑制有機副產(chǎn)物形成的關(guān)鍵因素;依