一种利用光-等离子耦合处理污染空气的方法技术

本发明专利技术涉及一种利用光

【技术实现步骤摘要】
一种利用光
‑
等离子耦合处理污染空气的方法


[0001]本专利技术属于环境处理
，具体地，涉及一种利用光
‑
等离子耦合处理污染空气的方法。

技术介绍

[0002]随着经济的发展和时代的进步，人们对空气质量的要求越来越高，随着现代工业的发展和汽车数量的日益增加，大气污染己经成为一个日益严重的全球性问题，其中氮氧化物作为大气主要污染物之一，将引起光化学烟雾、酸雨、臭氧层空洞等影响人类可持续发展的环境问题，工厂的燃烧装置等固定源尾气是大气中氮氧化物的主要来源之一。
[0003]脱硝技术主要分为湿法和干法两大类。工业装置脱除NOx的主要工艺是采用选择性非催化还原技术SNCR和选择性催化还原技术SCR。SNCR和SCR技术主要是在没有或有催化剂时，将NOx选择性地还原为H2O和N2，这些方法耗时长，技术流程复杂。因此，迫切需要研究一种新的处理污染空气的方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种利用光
‑
等离子耦合处理污染空气的方法，先制备出α
‑
蒎烯复合rGO/CeO2纳米颗粒，通过将α
‑
蒎烯复合rGO/CeO2纳米颗粒均匀填充入等离子反应器内壁的催化剂室，调节等离子反应器电压与电流，产生等离子带，用于处理污染空气，提高了氮氧化物脱除率。
[0005]本专利技术要解决的技术问题：传统方法处理污染空气性能差。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0007]一种利用光
‑
等离子耦合处理污染空气的方法，包括以下步骤：
[0008](1)将GO溶解在甲醇中，并通过使用探针超声波仪剥离30分钟，在剧烈搅拌下加入CeO2，搅拌，将25％质量分数的氨溶液混合到上述溶液中以增加pH值为11，然后将混合物倒入100mL特氟龙容器中，装入不锈钢高压釜，并在真空炉中进行水热反应，然后，将高压釜从真空炉中取出，让其自然冷却后，混合物用超轻水洗涤5次，并在真空烘箱中于90℃干燥，获得rGO/CeO2纳米复合材料；
[0009](2)将rGO/CeO2纳米复合材料分散在去离子水中，超声，得到分散液，将α
‑
蒎烯加入分散液中搅拌，超声处理使α
‑
蒎烯分散均匀，超声，离心，烘干后得到α
‑
蒎烯复合rGO/CeO2纳米颗粒；
[0010](3)将α
‑
蒎烯复合rGO/CeO2纳米颗粒均匀填充入等离子反应器内壁的催化剂室，调节等离子反应器电压与电流，产生等离子带，同时通入被氮氧化物污染的空气，收集经过处理的废气；
[0011](4)将处理的废气再次通过等离子反应器，收集二次处理后的废气，得到利用光
‑
等离子耦合处理后的空气。
[0012]进一步地，所述步骤(1)中GO、甲醇、CeO2的用量比是0.05
‑
0.06g：25
‑
26mL：0.05
‑
0.06g。
[0013]进一步地，所述步骤(1)中搅拌时间是2
‑
2.5小时，水热反应温度是180
‑
200℃，水热反应时间是8
‑
18小时。
[0014]进一步地，所述步骤(2)中超声时间是20
‑
30min，烘干温度是60
‑
70℃。
[0015]进一步地，所述步骤(3)中所述的调节等离子反应器电压与电流为，通过脉冲高压电源产生瞬时6
‑
30KHz的高频率电压，同时放电电流从0.1A逐渐升高至120A。
[0016]本专利技术的有益效果：
[0017](1)本专利技术技术方案中，rGO具有超大的比表面积和丰富的孔隙结构，成为α
‑
蒎烯复合rGO/CeO2良好吸附氮氧化物的基础，rGO与CeO2在光照辐射下起到协同催化氮氧化物的作用，α
‑
蒎烯含有特殊的双环双键结构，rGO上的芳香环与α
‑
蒎烯的碳碳双键发生会π
‑
π堆叠促进氮氧化物吸附催化。α
‑
蒎烯复合rGO/CeO2由于具有高度共轭体系，π
‑
π堆叠导致距离减小，从而提高电荷传输性能，改善α
‑
蒎烯复合rGO/CeO2催化剂对氮氧化物的脱除效果。
[0018](2)本专利技术技术方案中，α
‑
蒎烯复合rGO/CeO2纳米颗粒被均匀填充入等离子反应器内壁的催化剂室，调节等离子反应器电压与电流，产生等离子带，α
‑
蒎烯复合rGO/CeO2在等离子处理时，在激发光源的辐射下，等离子驱动光催化反应速度加快，对氮氧化物污染的空气发生光催化反应，光催化过程中α
‑
蒎烯复合rGO/CeO2催化剂表面的OH和H2O反应产生羟基自由基，羟基自由基会与氮氧化物达到反应纯净的作用。
[0019](3)本专利技术技术方案中，仅有α
‑
蒎烯复合rGO/CeO2光催化反应，难以处理高浓度、大流量的有害气体，能源利用率不高，而经过等离子体作用后可以弥补这一缺陷。单一的等离子耦合会分解二氧化碳产生不利的中间副产物，导致等离子反应不稳定。所以将光催化剂与等离子反应耦合，光催化剂可以较好的抑制副产物的产生。气体放电产生低温等离子体，产生紫外线，激发α
‑
蒎烯复合rGO/CeO2促进氮氧化物的光催化降解，有利于能源利用率。α
‑
蒎烯复合rGO/CeO2起到一定的电介质作用，可以增强局部电场。等离子反应区域的强电场能够一定程度地抑制α
‑
蒎烯复合rGO/CeO2的电子与空穴复合，提高光催化的量子效率。
具体实施方式
[0020]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0021]实施例1
[0022]一种利用光
‑
等离子耦合处理污染空气的方法，包括以下步骤：
[0023]质量配比：GO、甲醇、CeO2的用量比是0.05g：25mL：0.05g。
[0024](1)将GO溶解在甲醇中，并通过使用探针超声波仪剥离30分钟，在剧烈搅拌下加入CeO2，搅拌2小时，将25％质量分数的氨溶液混合到上述溶液中以增加pH值为11，然后将混合物倒入100mL特氟龙容器中，装入不锈钢高压釜，并在真空炉中于180℃下进行水热反应8小时，然后，将高压釜从真空炉中取出，让其自然冷却后，混合物用超轻水洗涤5次，并在真空烘箱中于90℃干燥，获得rGO/CeO2纳米复合材料；
[0025](2)将rGO/CeO2纳米复合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用光
‑
等离子耦合处理污染空气的方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将GO溶解在甲醇中，并通过使用探针超声波仪剥离30分钟，在剧烈搅拌下加入CeO2，搅拌，将25％质量分数的氨溶液混合到上述溶液中以增加pH值为11，然后将混合物倒入100mL特氟龙容器中，装入不锈钢高压釜，并在真空炉中进行水热反应，然后，将高压釜从真空炉中取出，让其自然冷却后，混合物用超轻水洗涤5次，并在真空烘箱中于90℃干燥，获得rGO/CeO2纳米复合材料；(2)将rGO/CeO2纳米复合材料分散在去离子水中，超声，得到分散液，将α
‑
蒎烯加入分散液中搅拌，超声处理使α
‑
蒎烯分散均匀，超声，离心，烘干后得到α
‑
蒎烯复合rGO/CeO2纳米颗粒；(3)将α
‑
蒎烯复合rGO/CeO2纳米颗粒均匀填充入等离子反应器内壁的催化剂室，调节等离子反应器电压与电流，产生等离子带，同时通入被氮氧化物污染的空气，收集经过处理的废气；(4)将处理的废气再次通过等离子反应器，收集二次处理后的废气，得到利用光
‑
等离子耦合处理后的空气。2.根据权利要求1所述的一种利用光
‑
等离子耦合处理污染空气的方法，其特征在于：所述步骤(1)中GO、甲醇、CeO2的用量比是0.05
‑
0.06g：2...

【专利技术属性】
技术研发人员：张子重，戴文新，陈旬，员汝胜，丁正新，李晓峰，陈钟鸣，王进发，李佳兴，蔡炯彬，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：