纳米纤维催化剂结合低温等离子体降解VOCs的研究开题报告

纳米纤维催化剂结合低温等离子体降解VOCs的研究开题报告一、研究背景及意义随着现代工业的发展，大量的有机挥发性物质（VOCs）被排放到大气中，对环境和人类健康造成严重影响。因此，研究有效降解VOCs的方法具有重要意义。传统的VOCs处理技术如焚烧、吸附等存在着高能耗、产生二次污染等缺点。而低温等离子体技术作为一种新兴的VOCs处理技术，具有能源消耗低、无需添加化学品、处理效果良好等优点。纳米催化剂作为催化反应的关键组成部分，具有较高的反应效率和选择性，因此将纳米纤维催化剂与低温等离子体技术相结合，对VOCs的降解具有重要意义。二、研究内容本课题主要针对低浓度VOCs的处理，拟选取甲醛、苯、甲苯等代表性VOCs为研究对象，采用低温等离子体技术结合纳米纤维催化剂进行降解实验。首先，选取适当的纳米催化剂材料，并制备纳米纤维催化剂；其次，采用低温等离子体技术在反应器中生成等离子体体系，加入纳米纤维催化剂进行VOCs的降解实验，利用气相色谱进行VOCs降解效率的检测；最后，对实验结果进行分析，探究纳米纤维催化剂与低温等离子体技术相结合的VOCs降解机理。三、研究方法1.纳米纤维催化剂制备方法：采用静电纺丝法、溶胶-凝胶法等方法制备纳米纤维催化剂。2.VOCs降解实验方法：采用低温等离子体反应器，在不同反应温度、纳米纤维催化剂用量、反应时间等条件下进行VOCs降解实验，利用气相色谱对反应产物进行检测，并定量分析VOCs降解效率。3.结果分析方法：对实验结果进行统计和分析，得到纳米纤维催化剂与低温等离子体技术相结合的VOCs降解机理。四、研究预期成果1.制备具有一定活性的纳米纤维催化剂；2.建立低温等离子体技术与纳米纤维催化剂相结合的VOCs降解方法；3.分析VOCs降解效率的影响因素和纳米纤维催化剂与低温等离子体技术相结合的VOCs降解机理；4.提高VOCs处理效率、减少污染物排放、降低环境污染程度。五、进度安排1.第一阶段（1个月）：文献调研，掌握VOCs处理方法的基本原理和研究现状，确定研究方向。2.第二阶段（2个月）：制备纳米纤维催化剂，测试其吸附性能和表面形貌。3.第三阶段（4个月）：采用低温等离子体技术结合纳米纤维催化剂进行VOCs的降解实验，探究其VOCs降解机理。4.第四阶段（1个月）：对实验结果进行统计和分析，撰写开题报告和研究计划书。六、参考文献1.LiB,LiC,XuH,etal.Nanostructuredcatalystsforlow-temperaturecatalyticoxidationofvolatileorganiccompounds-areview[J].Catalysts,2016,6(5).2.LiuW,QiY,YouM,etal.Anovelplasma-catalysisprocess:PdO-loadedTiO2/nano-hexagonalmesoporoussilicawithH2O2fortoluenedegradation[J].ChemicalEngineeringJournal,2018,338.3.WangY,MengF,WangW,etal.Graphene−TiO2hybridwithenhancedphotocatalyticperformanceforvolatileorganiccompounds[J].ACSAppliedMaterials&Interfaces,2015,7(44).4.ZhangC,ChenY,AnT,etal.InsightintotheeffectsofpHonlow-temperatureplasma-catalytic