微波辅助催化氧化废气中典型VOCs的研究

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1、工程硕士研究生学位论文姓名：李伟学号：20155610017院系：工学部环境与材料工程学院工程领域：环境工程研究方向：环保设备与材料微波辅助催化氧化废气中典型VOCs的论文题目：研究学校导师：袁昊企业导师：毛丁分类号：X511密级：公开UDC：504学校代码：12044上海第二工业大学工程硕士研究生学位论文微波辅助催化氧化废气中典型VOCs的研究李伟校内导师姓名：袁昊校内导师职称：副教授企业导师姓名：毛丁企业导师职称：高级工程师企业导师单位：吉天师能源科技（上海）有限公司申请学位级别：硕士工程领域：环境工程论文定稿日期：2018.04.06论文答辩日期：

2、2018.05.31学位授予单位：学位授予日期：上海第二工业大学硕士学位论文第I页学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得上海第二工业大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。论文作者签名：日期：学位论文授权使用声明本人完全了解上海第二工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并提供目录检索

3、与阅览服务；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存学位论文。□公开□保密（年）（保密论文在解密后遵守此规定）论文作者签名：指导老师签名：日期：日期：上海第二工业大学硕士学位论文第II页微波辅助催化氧化废气中典型VOCs的研究摘要随着社会经济的发展，电子产品更新速度也明显加快，电子废弃物的产量也同时逐步增加，电子废弃物的资源化利用已成为社会的广泛共识，而处理过程中往往会产生二次污染的问题，VOCs污染便为主要的污染之一。目前处理VOCs的技术很多，微波催化氧化技术因其起燃温度低、处理效率高成为处理VOCs污染的主要技

4、术。另外，微波加热较传统加热方式具有诸多优势，如选择性、快速和无滞后性等。因此，利用微波场下催化氧化有机废气中的VOCs具有重要的意义。本文是利用浸渍法制备出LiCoO2/AC复合氧化物催化剂，选取甲苯为目标污染物,利用碳化硅和催化剂在微波场中催化氧化甲苯。研究考察碳化硅和LiCoO2/AC复合氧化物催化剂的升温性能，还研究了温度高低的变化对微波催化氧化甲苯去除率的影响，寻找最优条件下的碳化硅和催化剂的混合比对微波条件下甲苯降解的影响，同时考察了最优的床层宽度和功率大小对微波催化氧化甲苯去除率实验的影响。论文中对LiCoO2/AC复合氧化物催化剂进行了一

5、系列表征，如X射线衍射、电镜扫描、能谱分析、比表面积等，另外对石英反应管做了CFD模拟，探讨微波催化氧化过程中石英反应管里温度和速度的分布情况。研究表明，碳化硅具有良好的吸波升温曲线，当微波功率200W时，微波反应器能在80s内迅速升温至300℃以上。通过对浸渍法制备的LiCoO2/AC复合氧化物催化剂的表面形貌进行分析，发现LiCoO2在活性炭表面分布均匀，实验过程中催化剂表现出较优的去除效率，但温度过高会引起催化剂表面烧结。对照实验表明，纯的碳化硅对甲苯的去除效率很低，传统加热条件下催化剂对甲苯有一定的去除率，但微波加热条件下催化剂对甲苯具有非常显著

6、的去除率。参数条件实验确定出微波催化氧化的最优条件是微波功率200W、空气流速0.06m3.h-1、床层宽度6cm、甲苯进样速率30uL.min-1和催化剂与碳化硅的混合比为9:1。在最优条件下，微波催化氧化连续运行12小时，甲苯平均去除率达到92.5%。因此，对降解后的产物用气相色谱-质谱联用仪进行了分析，结果显示甲苯降解过程中会有苯甲醛、苯甲醇、苯甲酸等产生，还有一些丁酸、乙酸等小分子产生，未完全矿化，需后续处理。但经济性分析得出，微波催化氧化耗能明显低于传统加热，说明微波催化氧化在处理废气方面具有很大的应用前景。关键词：微波加热；碳化硅；LiCoO

7、2/AC复合氧化物催化剂；催化氧化；甲苯上海第二工业大学硕士学位论文第III页StudyonmicrowaveassistedcatalyticoxidationoftypicalVOCsinexhaustgasABSTRACTWiththedevelopmentofsocialeconomy,thespeedofelectronicproductrenewalisalsoaccelerated,andtheoutputofelectronicwasteisalsoincreasing.Theutilizationofelectronicwastehas

8、becomeacommonunderstandingofthesociety.I