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?影响甲醛催化氧化性能的因素

在甲醛氧化反应中，有许多因素影响着催化性能，例如，制备方法、载体的形貌结构、添加助剂和反应条件参数等都会对催化效率产生一定作用。本文主要从以下几个因素进行综述。

制备方法的影响

催化剂制备方法上的差异主要表现在铂粒子尺寸、表面氧化价态、金属分散度、表面氧物种以及金属载体相互作用等方面，在甲醛氧化反应中，催化剂这些方面的因素都与催化性能密切相关。

HUANG 等[29-31]研究发现，采用浸渍法得到的 Pt/TiO2 催化剂中铂粒子尺寸要比沉积沉淀法小，高

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甲醛处理方法

催化剂在室温条件下，甲醛的转化率也达到了 100 %，但其铂的含量高达 3 wt.%。而 Huang 等[17]使用硼氢化n将氯铂s还原负载于二氧化钛上制得 Pt/TiO2 催化剂，尽管该催化剂尽管铂的含量只有 0.1 wt.%，但在室温下甲醛在该催化剂的转化率就达到了 100 %，作者认为带负电的金属铂纳米粒子促进了电子在催化剂上的转移和形成了活性氧，所以为甲醛的氧化提供了更多的活性位点，因此提高了甲醛的催化活性。CHEN等[36]通过电化学腐蚀法合成出结构有序的TiO2纳米管阵列（TiNT），然后采用浸渍法制备出Pt/TiNT催化剂。之后 Huang 等[22]又证明了使用不同制备方法导致了不同负载型铂催化剂的活性不同，因为不同的制备方法形成的铂的氧化态和分散度都会不同，因而造成了它们催化性能的差异。但是 Zhang 等[23]认为 Huang 等忽略了碱金属对催化活性的促进作用，Zhang 等发现钠的加入促进了 Pt/TiO2 催化剂表面的羟基与甲酸基团的反应，从而促进了甲醛氧化反应的正向进行，终在含

有钠离子的 Pt/TiO2 催化剂上，甲醛在室温条件下即可被完全催化氧化。相似于 Zhang 的观点也被 Nie 等[24]和 Chen 等[6]证实。循环间歇曝气工艺充分发挥高负荷氧化沟处理***的优点，又充分利用序批式活性污泥污水处理工艺出水好的特点，保证了系统出水达到国家污水排放一级标准在除去有机污染物方面的要求。不难发现，羟基在甲醛氧化过程中也起着很关键的作用，因此在以上基础上，Kwon 等针对湿度对负载型铂催化剂在甲醛催化氧化应用上的影响做了比较深入的研究，他们发现即使在没有氧的条件下，在 Pt/TiO2 催化剂上的表面羟基和晶格氧可以吸附甲醛然后将甲醛转化成甲酸，而甲酸可以与催化剂上的表面羟基和水上提供羟基反应，终生成水和二氧化碳，即在负载型铂催化剂上，水可以促进甲醛的催化氧化。

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说说工业废气处理方案

　　生活污水处理过程中，我国的主要河流和湖泊由于受磷污染，富营养化严重，国家环保局为控制和减低磷污染，对磷排放制定了比较严格的标准。化学强化生物除磷污水处理工艺以除去污水中有机污染物和各种形态的磷为主，此污水处理工艺将化学除磷和生物除磷一体化，通过厌氧消化生物系统中活性污泥产生挥发性有机酸，作为聚磷菌生长的基质或称之为营养物，使聚磷菌在活性污泥中选择性增殖，并将其回流到生物系统中，使生物污水处理系统工作在g效除磷状态;同时污泥在厌氧条件下产生的磷释放，通过化学除磷消除。（2）毒性气体处理中采用的吸收剂和吸附剂，应确保其有效性方可使用。这是一种g效市政污水处理工艺技术，满足了我国现阶段，为解决水体富营养化，需要在常规二级污水处理基础上进一步除磷的要求。

　　循环间歇曝气

　　我国经济发展水平各地相差较大，经济发展滞后的城市还不能拿出很多资金用于污水治理，因此，怎样利用有限的资金，降低环境污染，是很多城市政面临的问题。在污水处理方面，直到不久前，一些城市还采用一级或一级强化处理工艺技术，出水达不到国家二级排放标准对除去有机污染物的要求。循环间歇曝气工艺充分发挥高负荷氧化沟处理的优点，又充分利用序批式活性污泥污水处理工艺出水好的特点，保证了系统出水达到国家污水排放一级标准在除去有机污染物方面的要求。应用领域炼油厂、橡胶厂、化工厂、制药厂、污水处理厂、垃圾转运站等恶臭气体的脱臭净化处理。在投资和运行费用上比通常以除去有机污染物为主的二级生物污水处理系统降低30%左右，是适合我国现阶段污水处理要求的工艺技术。

旋转接触氧化污水处理工艺技术是在生物转盘技术基础上，结合生物接触氧化技术优势发展起来的新一代好氧生物膜处理技术。旋转接触氧化污水处理工艺技术和成套设备提供了一种简单和可靠的污水处理方法。整个污水处理系统中的转轴是唯y的转动部分，一旦机器出了故障，一般机械人员都可以进行维修。系统生物量会根据有机负荷的变化而自动补偿。附在转盘上的微生物是有生命的，当污水中的有机物增加时，微生物随之增加，相反，当污水中的有机物减少时，微生物随之减少。所以这污水处理系统的工作效果不容易受到流量和负荷的突然变化和停电的影响。按每台定型机一天回收废油脂50kg计，一年可产生经济效益数万元。运行费用低，只有其他曝气污水处理系统耗电的八分之一到三分之一。占地面积仅相当常规活性污泥法一半。由于生物系统中生长的微生物种类多，能够g效处理各种难降解工业污水。

产生低温等离子体的常用方法

目前，产生低温等离子体的常用方法是电晕放电和介质阻挡放电。

电晕放电，是在大气压或高于大气压条件下，使用电极表面曲率半径很小的电极，如针状电极或细线状电极，由于放电空间电场不均匀，使电离过程主要局限于局部电场很高的电极附近，特别是发生在曲率半径很小的电极附近或薄层中，并伴随明显光亮的放电现象，一般都发生在高电压（大于5kv）和较高频率（20～40kHz）条件下。此外，该技术还可同时消除室内残留的CO，室内CO主要来自于吸烟、含碳燃料（煤气等）的不完全燃烧等。

介质阻挡放电，是绝缘介质覆盖在电极上或者悬挂在放电空间中的一种气体放电。当在电极上施加足够高的交流电压，电极之间的气体发生电离，而电极间的介质能起到储能作用，限制放电电流的自由增长，进而产生大量细丝状、延s极短的脉冲微放电，均匀稳定地充满整个放电间隙，同时能抑制级间火花或弧光的产生。结果发现，Pt/TiNT催化效率较高，这主要是由于TiNT载体具有规则有序的整体块状结构促进了Pt粒子的均匀分散，同时TiNT载体与Pt粒子二者之间产生了相互协同作用。

采用介质阻挡放电方式的等离子体反应器，一般都采用陶瓷、石英等防腐蚀介质材料，电极与废气不直接接触，从而可以一定程度避免设备腐蚀问题。而电晕放电技术（或针尖放电式）通常是气体与电极直接接触的，即使通过的气体没有腐蚀性，但等离子体中的活性强氧化物质（如臭氧）也可能腐蚀电极。更具体点儿来说是催化剂中的铂扑捉空气中的甲醛（HCHO）、催化剂载体捕获空气中的氧（O2），完成甲醛的氧化生成二氧化碳（CO2）和水（H2O）。相对而言，采用介质阻挡放电方式比电晕放电方式（如针尖放电）更安全。

值得注意的是，低温等离子体技术主要是将有机分子中的化学键打断，但尚未能完全将有机物矿化成CO2和H2O。以某治理项目为例，非总烃的去除率仅为45%，而恶臭的去除率可达93%。这主要是因为非总烃经过处理后，大分子变成小分子，用色谱法检测依然表现为非总烃；而分解过程中产生的部分异味副产物（如臭氧等）亦会对恶臭的去除率有一定影响。之后Huang等[22]又证明了使用不同制备方法导致了不同负载型铂催化剂的活性不同，因为不同的制备方法形成的铂的氧化态和分散度都会不同，因而造成了它们催化性能的差异。

因此，正经的低温等离子体技术供应商，通常还会在等离子反应器前配置预处理系统，有效去除废气中的粉尘和水分，并且也会在反应器后再配置后处理系统，延长废气与活性物质的反应时间，同时对多余的活性物质（主要是臭氧）进行分解消除。