【摘 要】
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挥发性有机物（Volatile Organic Compounds,VOCs）作为一种空气污染物,具有光化学活性,可产生臭氧污染,形成有机气溶胶、引发光化学烟雾、城市灰霾等大气污染现象,对人类健康、经济发展和生态环境均会产生有害影响。因此VOCs的治理技术已经成为了人们广泛关注的问题。低温等离子体技术作为一种新兴的VOCs去除技术,相较于传统处理方法,具有操作简便、反应温度低、去除效率高等优点,具
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挥发性有机物（Volatile Organic Compounds,VOCs）作为一种空气污染物,具有光化学活性,可产生臭氧污染,形成有机气溶胶、引发光化学烟雾、城市灰霾等大气污染现象,对人类健康、经济发展和生态环境均会产生有害影响。因此VOCs的治理技术已经成为了人们广泛关注的问题。低温等离子体技术作为一种新兴的VOCs去除技术,相较于传统处理方法,具有操作简便、反应温度低、去除效率高等优点,具有较好的应用前景。然而有研究表明低温等离子体技术放电过程中产生的副产物较多、能耗较高,且降解VOCs的反应机理尚不明确,因而低温等离子体技术尚需进一步研究。本文搭建了单介质阻挡放电低温等离子体装置,选取危害较大且难以降解的甲苯作为VOCs代表性物质,通过不同分析法,研究了等离子体降解甲苯的过程中,不同参数条件对甲苯的降解效果以及副产物O3、NOx的产生量的影响。在此基础上,制备了Ti O2/γ-Al2O3光催化剂以及Ba Ti O3/γ-Al2O3铁电体材料,进行等离子体协同催化进行甲苯的降解效果的研究。此外对甲苯降解产物进行分析,推测出可能的甲苯的降解路径及机理。实验结果表明:（1）单独等离子体降解甲苯的实验中,甲苯的去除率随着初始浓度的增大而呈降低趋势,随着输入电流、功率密度、放电电压的增大而呈上升趋势;相应的装置的能量输出随着甲苯初始浓度以及装置输入电流的增大而增大,随着功率密度和放电电压的增大而减小。（2）单独等离子体降解甲苯的过程中,副产物O3的浓度随着等离子体装置的输入电流、功率密度、放电电压的增大而增大;随着甲苯初始浓度的增大,O3的浓度基本保持稳定。副产物NOx的浓度随着等离子体装置的放电电压、输入电流、功率密度以及甲苯的初始浓度的增大而增大,且NO2的浓度远高于NO的浓度。（3）低温等离子体耦合催化的实验中,随着放电参数的变化,等离子体协同Ti O2/γ-Al2O3、Ba Ti O3/γ-Al2O3两种情况下甲苯的降解效果均优于单独等离子体系统及等离子体联合γ-Al2O3系统,且能量消耗较低。（4）等离子体降解甲苯的机理可以概括为三种路径:高能电子的轰击反应;活性自由基反应;离子-分子反应。其中高能电子的轰击作用对甲苯的降解影响最大;其次是活性物种的影响,其中氧自由基主要通过形成C-O键、C=O键、（CO）-O-键以及-OH自由基参与反应,氮自由基主要通过形成C-NH2、（C=NH）-键、C≡N键以及C-NO2键参与反;而中间各粒子之间的离子-分子反应对甲苯降解的影响较小。
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