贵金属Au、Pt改性α-MnO2协同低温等离子体催化降解甲胺性能研究.pdfVIP

摘要

含氮臭气是臭气中的典型代表，是各臭味源中的主要成分之一，与多种工业

行业生产紧密关联，是当下大气污染控制领域的研究焦点之一。低温等离子体协

同催化降解技术在处理低浓度气态污染物方面具有自身独特优势，但针对其能量

利用效率低、副产物多等缺点，开发优秀的负载型催化剂协同等离子体进行催化

降解是提升其能量利用效率和矿化率的优选方案。

本文针对低浓度甲胺的处理，采用以低温等离子体协同负载型α-MnO2的协

同去除工艺，以去除率、矿化率、一氧化碳选择性、二氧化碳选择性等为综合性

能评价指标，系统地考察了能量密度、进口浓度、停留时间等关键工艺参数对低

温等离子体去除甲胺性能的影响。综合评价了各载体及负载量对去除性能、催化

剂负载牢固度的影响，优选出了合适的负载型催化剂的制备方案。对负载型催化

剂的活性组分α-MnO2进行贵金属Au、Pt改性，进一步提升其对甲胺的去除性

能，结论如下：

(1)优选出了输入电压90V(199J/L)，甲胺进口浓度100ppm，停留时间6

s，脉冲频率9.8kHz作为运行工况，该工况下甲胺的去除率为59.2%。

(2)在优选工况下分别试验了碳布、粗滤棉、粗滤网100目、粗滤网200

目和玻璃纤维这5种负载材料在不同负载量以及不同负载方式下对甲胺的去除

性能，通过失重测试对比不同负载催化剂的负载牢固度，优化得到以α-MnO2为

2

活性组分，以碳布为基底，催化剂负载量0.5mg/cm，铝溶胶与酒精配比为1:1(v/v)

的负载型催化剂制备方案。该方案在优选运行工况下对甲胺的去除效率为77.6%。

(3)在PVP保护下用KBH4分别还原氯金酸和氯铂酸得到高度分散的Au

和Pt纳米颗粒，将其用于改性α-MnO2可以提高其在等离子体体系中催化降解甲

胺的性能，且不破坏α-MnO2原本的棒状结构。2wt%的Au和Pt修饰的α-MnO2

获得最优异的甲胺催化降解性能，去除率分别达到83.8%和80.0%。

(4)在PVP保护下用KBH4同时还原氯金酸和氯铂酸得到Au1-xPtx以及分别

还原后均混的(100%-y)Au/yPt纳米颗粒，同样具有良好的分散性，并能维持

α-MnO2原本的微观结构，其对等离子体协同催化剂降解甲胺性能也有提升效果。

50%Au50%Pt/α-MnO以及75%Au25%Pt/α-MnO相对基底的α-MnO，催化降解

222

活性均得到了6.2%的提升。

关键词：低温等离子体协同催化；甲胺；恶臭气体；负载型催化剂；贵金属纳米

颗粒

Abstract

Nitrogenousodorisatypicalrepresentativeofodorandoneofthemain

componentsofvariousodorsources.Itiscloselyrelatedtotheproductionofvarious

industriesandisoneoftheresearchfocusesinthefieldofairpollutioncontrolat

present.Lowtemperatureplasmaco-catalyticdegradationtechnologyhasitsown

uniqueadvantagesinthetreatmentoflow-concentrationgaseouspollutants,but

bottlenecksoflowenergyutilizationefficiencyandformationofsecondarypollution

restrictsi