沿面-填充床复合放电等离子体及其协同催化降解苯的研究任务书.docx

沿面-填充床复合放电等离子体及其协同催化降解苯的研究任务书
一、研究背景
苯是一种广泛存在于工业、生活污水中的有机污染物。它不仅对环境造成危害，同时对人体健康也有很大的影响。因此，寻找有效降解苯的方法成为科学家们的共同关注。现有的苯降解方法包括生物法、化学法、物理法等，但是这些方法存在的问题不容忽视，如生物法对操作环境和pH值要求高，而化学法则存在对环境的天然影响。因此，寻求一种新的、高效的降解苯的方法是非常重要的。
等离子技术是一种非常重要的催化降解苯的方法。在气体或者液体中，等离子体可以通过激发分子和原子来生成大量自由基和离子，从而加速有机污染物的降解过程。因此，床层等离子体已经成为一种普遍应用于污染物降解的技术。然而，床层等离子体存在一些缺点，如占地面积大、能耗高等问题。
因此，本研究针对该问题，提出了一种沿面-填充床复合放电等离子体技术，通过将放电源从床层内部移到构筑壁上，从而减小设备占地面积，降低设备能耗，并且提高了处理效果和稳定性。
二、研究目的
本研究的目的是构建一种沿面-填充床复合放电等离子体技术，并用于苯的催化降解。具体来讲，研究包括以下几个方面：
1.设计和制备沿面-填充床复合放电等离子体反应器，研究其放电特性和反应规律。
2.研究复合放电等离子体反应器对苯的降解效果，探索最佳处理条件，如反应温度、电流密度、空气流速等因素。
3.研究复合放电等离子体反应器在苯降解过程中的微观机理，通过实验和模拟验证其降解机制。
4.研究复合放电等离子体反应器的可行性，考虑其在实际应用中的可行性和经济性。
三、研究内容
1.沿面-填充床复合放电等离子体反应器的设计与制备
设计和制备沿面-填充床复合放电等离子体反应器，其主要通过将放电源从床层内部移到构筑壁上，实现减小设备占地面积，降低设备能耗，提高处理效果和稳定性的目的。具体来说，该反应器的特点是在沿面走向上布置多个放电电极，在填充层中分布较为均匀。反应器中填充了催化剂，用于催化苯的降解反应。为了提高其降解效果和稳定性，反应器中设有加热装置、恒温控制系统以及气体流量计和机械泵等辅助设备。
2.复合放电等离子体反应器对苯的降解效果
通过研究复合放电等离子体反应器对苯的降解效果，探索最佳处理条件，如反应温度、电流密度、空气流速等因素。同时，通过对反应器内部的实验和分析，对其降解效果进行评估，并通过比较试验获得最优条件。
3.复合放电等离子体反应器在苯降解过程中的微观机理
为了研究其微观机理，需要通过实验和模拟验证其降解机制。具体方法包括表征反应器内部的放电特性和粒子大小分布，研究反应器内离子、自由基和和电子的浓度分布，以及通过质谱等技术对反应中间体的产生和消失进行监测和分析。
4.复合放电等离子体反应器的可行性
设计和制备好的沿面-填充床复合放电等离子体反应器的可行性与经济性将是研究中重要的内容。在这个方面，将通过不同情况下的实验开展运算，进行数据收集和数据分析。
四、预期成果
本研究的预期成果主要包括以下几个方面：
1.结合实验结果设计和制备沿面-填充床复合放电等离子体反应器，该反应器具有较小的占地面积，能耗低，并且具有较高的处理效果和稳定性。
2.研究复合放电等离子体反应器对苯的降解效果，并确定最佳处理条件，其降解率达到90%以上。
3.揭示复合放电等离子体反应器在苯降解过程中的微观机理，包括反应中间体的产生和消失，从而为进一步探索其降解机制奠定基础。
4.对设计与制备好的沿面-填充床复合放电等离子体反应器的可行性与经济性进行评估，为其实际应用提供科学依据。