高压静电耦合催化去除VOCs污染物及其协同作用的研究

基本信息
批准号:21577088
项目类别:面上项目
资助金额:68.00
负责人:上官文峰
学科分类:
依托单位:上海交通大学
批准年份:2015
结题年份:2019
起止时间:2016-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:施建伟,陈铭夏,范泽云,姚鑫,张溢,房文健,陈猛
关键词:
环境催化协同机理耦合活性物种VOCs
结项摘要

The air pollution from PM2.5 and VOCs seriously damages human health and the environment. A new idea and way for indoor air purification using electrostatic precipitator (ESP) coupled catalysis is proposed here. The problem identified in this proposal is to develop multfunction hybrid system for removal of PM2.5 and VOCs. Ozone (O3) and active species (O2-,•OH etc) generated from ESP will be used to promote the catalytic removal of VOCs such as formaldehyde and benzene, while ESP acts for PM removal. The major goal of this project is to: .1).Analyze and track O3 and active species generated from ESP, and investigate their behavors such as generation, change and disappear, and their adsorption and reaction on the catalyst surface..2).Using EXAFS, in-situ FT-IR and the First-principles analysis, study the electrostructure and surface structure of catalysts, and investigate the reaction between active species and VOCs on catalysts..3).Clarify the process and mechanism of synergistic reaction between active species and VOCs on catalysts,and improve the selectivity of reaction between O3 and VOCs..4).Investigate the influence of physical parameters of ESP on the generation of active species, and reveal the relationship between structure and activity for the catalytic removal of VOCs. ..This proposed research is expected to provide experimental data and theory by using ESP-hybrided catalysis for the removal of indoor VOCs and PM2.5, and the improved understanding on the catalysis reaction mechanism would be achieved, which can further help to designing high efficient indoor air clean system...Keywords: environmental catalysis; VOCs; active species; coupled; synergistic mechanism

PM2.5和VOCs已严重危害到空气环境质量和人类健康,研究和开发针对当前的复合型空气污染治理的新原理和新技术意义重大。本课题提出一种高压静电与催化耦合的室内空气净化研究思路:利用高压静电除尘器(ESP)释放的O3以及活性物种(O2-、•OH)与催化协同作用,在去除PM的同时实现室温下对甲醛等VOCs的高效催化净化,同时消除O3的危害。拟解决以下主要科学问题:测试和分析ESP产生的O3和活性物种的产生、变迁以及在催化剂表面的吸附和反应行为;利用原位红外、EXAFS等测试和分析催化剂的晶体结构、表面结构、化学态、以及复合相之间的相互作用对活性的影响,揭示VOCs和活性物种的催化耦合反应机制;阐明O3等与VOCs的耦合反应过程、动力学和反应机理、以及反应选择性的影响因素;揭示静电-催化耦合模块的物理参数的影响规律及构效关系。课题的完成将为新型空气净化技术及装置的研发提供实验依据和理论指导。

项目摘要

PM2.5和VOCs已严重危害到空气环境质量和人类健康,研究和开发针对当前的复合型空气。污染治理的新原理和新技术意义重大。本课题提出并研究了利用高压静电除尘器(ESP)释放的O3以及活性物种(O2-、•OH)与催化协同作用,在去除PM的同时实现室温下对甲醛等VOCs的高效催化净化,同时消除O3的危害。项目测试和分析了ESP产生的O3和活性物种的产生、变迁以及在催化剂表面的吸附和反应行为,实现了静电耦合尖晶石型钴基氧化物实现高效催化氧化甲醛。阐明了锰基氧化物室温同时催化去除甲醛和臭氧的催化剂的构效关系及其耦合机理; 分析讨论了催化剂的晶体结构、表面结构、化学态、以及复合相之间的相互作用对活性的影响,揭示了VOCs和活性物种的催化耦合反应机制。阐明了O3等与VOCs的耦合反应过程、动力学和反应机理、以及反应选择性的影响,构建了静电/等离子体场作用下气态污染物的催化氧化还原反应体系,进一步探讨和比较了静电/等离子体催化耦合的作用及其在应用中的相关技术关键。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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