【摘 要】
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本文利用介质阻挡放电(DBD)等离子体降解甲醛气体,通过实验考察等离子体、等离子体协同γ-Al_2O_3吸附剂以及MnO_X/γ-Al_2O_3催化剂三种条件下放电功率、气体流量、甲醛初始浓度及能量密度对甲醛去除率、反应器的能量效率及副产物O_3生成的影响,确定甲醛降解的最佳条件。通过发射光谱法诊断等离子体的相关参量,探究等离子体降解甲醛气体的机理。实验结果表明:(1)介质阻挡放电等离子体能够降解
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本文利用介质阻挡放电（DBD）等离子体降解甲醛气体,通过实验考察等离子体、等离子体协同γ-Al2O3吸附剂以及MnOX/γ-Al2O3催化剂三种条件下放电功率、气体流量、甲醛初始浓度及能量密度对甲醛去除率、反应器的能量效率及副产物O3生成的影响,确定甲醛降解的最佳条件。通过发射光谱法诊断等离子体的相关参量,探究等离子体降解甲醛气体的机理。实验结果表明:（1）介质阻挡放电等离子体能够降解甲醛,甲醛去除率约为74%,但生成的臭氧浓度较高,可达到14.37mg/m3;加入γ-Al2O3及MnOX/γ-Al2O3后,臭氧浓度下降,甲醛的去除率及反应器的能量效率提高,三种条件下,介质阻挡放电等离子体对甲醛气体的降解效果依次表现为:MnOX/γ-Al2O3>γ-Al2O3>无催化剂。在放电功率为20W,气体流量为500mL/min,能量密度为2.4kJ/L,甲醛初始浓度为1.82mg/m3,加入MnOX/γ-Al2O3催化剂条件下,甲醛在介质阻挡放电等离子体反应器中的脱除效果最好,此时甲醛的去除率达到96.37%,反应器的能量效率达到0.265g/kW·h,臭氧浓度降低到0.22mg/m3。（2）通过对采集的发射光谱进行特征谱线标定,发现空气介质阻挡放电产生的等离子体主要由氮活性基团和氧活性基团组成,且特征谱线的强度随着放电功率的增加而加强,催化剂的加入也能够提高特征谱线的强度,这表明催化剂的加入可以激活更多的活性粒子,增加了活性粒子的数量和种类。其中氧活性基团在甲醛的降解过程中起主要作用。（3）采用发射光谱法诊断介质阻挡放电产生的等离子体的电子激发温度,由此得知活性粒子的能量分布。氧原子作为主要的活性粒子,在放电功率增加的过程中,其电子激发温度先上升后下降。γ-Al2O3及MnOX/γ-Al2O3的加入提高了氧原子的电子激发温度,不同条件下,氧原子的电子激发温度由大到小分别为:MnOX/γ-Al2O3>γ-Al2O3>无催化剂。
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