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挥发性有机物污染是我国当前面临的主要大气环境问题之一。低温等离子体协同催化净化技术可在常温常压下降解有机污染物,具有降解效率高、反应速度快和选择性高等特点,是极具前景的挥发性有机物治理的技术之一。在等离子体催化体系中催化剂是保证有机物高效去除和高度矿化的关键。研究催化剂作用机制对提升等离子体催化体系的性能,并进一步指导其实际应用具有重要意义。本文以不同结构的分子筛为研究对象,研究在等离子体氛围下分子筛孔结构对其降解甲苯性能的影响,并深入探讨了等离子体降解甲苯的反应路径。采用化学液相沉积法对HZSM-5分子筛进行了改性,成功得到了一系列不同孔径的HZSM-5分子筛。研究了不同孔径尺寸的HZSM-5分子筛对甲苯的吸附性能,以及其在等离子体中对甲苯降解性能、臭氧产生量和有机副产物的影响。结果表明,HZSM-5的孔径尺寸影响其吸附甲苯的性能,孔径越大,对甲苯的吸附容量越大,吸附速率越快。在HZSM-5协同低温等离子体降解甲苯中,较大的孔径尺寸能显著提高碳平衡和CO2选择性,降低尾气中的臭氧浓度。GC-MS和TOF-MS的结果显示较大孔径的分子筛能减少表面副产物的积累,同时也相应减少了尾气中的副产物。这是由于臭氧降解会形成氧化性能极强的活性氧原子和羟基自由基,良好的臭氧降解性能有助于促进反应中间物质的彻底氧化,减少副产物的形成,提高碳平衡和CO2选择性。进一步制备了中微双孔分子筛MZ,进行了表征,并将其与典型的微孔分子筛材料HZSM-5以及介孔分子筛材料MCM-41进行对比,考察这三种分子筛材料在等离子体中降解甲苯的性能。XRD和氮气吸附-脱附实验结果表明:制备的中微双孔同时具有有序的介孔结构和MFI微孔结构,介孔孔径分布在25nm之间,微孔孔径为0.58nm。性能评价结果显示:碳平衡大小顺序为MZ>MCM-41>HZSM-5,而CO2选择性的大小顺序为MZ>HZSM-5>MCM-41。MCM-41具有较大的吸附容量,可吸附更多甲苯在分子筛,故碳平衡相对较好;然而其吸附强度较小,中间产物容易脱附进入气相,因此CO2选择性较低。HZSM-5的吸附容量最小,因而碳平衡较差,但微孔结构使其具有更大的吸附强度,延长了中间产物在分子筛上的停留时间,有助于中间产物的彻底氧化,提高CO2选择性。另外,微孔结构对中间产物起到择形作用,能抑制难降解的同分异构体的形成,同样起到提高CO2选择性的作用。中微双孔分子筛MZ由于介孔、微孔的协同作用,有最佳的吸附性能,甲苯矿化率最好。运用TOF-MS、原位红外、GC-MS的方法分析了等离子体降解甲苯过程的中间产物的变化。TOF-MS检测到苯甲醛、苯甲酸等多种苯系物以及甲酸、乙二醛、甲基乙二醛等小分子物质。原位红外检测到苯甲醛、苯甲酸以及酯类等物质。分别用CS2和乙醇萃取分子筛表面的有机物,用GC-MS中测得大量苯系物,涵盖了TOF-MS、原位红外的分析结果,还检测到顺丁烯二酸酐以及丙酮酸乙酯等酯类物质。在产物分析的基础上,分析了甲苯的降解机理。