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本文通过把线板式介质阻挡放电(DBD)反应器与自制的发泡镍催化剂相结合,以进行低温等离子体-催化降解实验,对反应前后的甲苯浓度、反应后生成的CO、CO2以及O3进行定量分析,并对催化剂进行表征、分析和研究。实验结果表明,Mn、Cu、Fe、Co等金属氧化物对低温等离子体降解甲苯有明显的促进作用。在本实验条件下,各催化剂降解甲苯的活性序列为:Mn>Cu>Fe>Co。该序列基本和上述文献催化燃烧过程中得到的结果符合,只是MnOx催化剂性能比较突出。在本实验所用的几种催化剂中,Mn氧化物催化剂具有最高的甲苯降解活性、生成CO2选择性以及臭氧抑制作用。这说明这三个指标并不是孤立的,而是相互联系的。Mn氧化物催化剂具有最高的甲苯降解活性和生成CO2选择性,这是因为Mn氧化物在发泡镍载体上分散良好,具有较大的比表面积,而且MnOx跟低温等离子体环境中产生的臭氧具有强烈的作用,表面吸附氧通过臭氧降解过程得到大量补充。
经过低温等离子体-催化反应后,催化剂降解甲苯效率有所提高。经过XRD分析可知,催化剂在低温等离子体环境反应中,表面的铝酸盐分解成为金属氧化物;经过SEM观测可知,反应后催化剂表面的颗粒变小,分散度提高。由FT-IR和EBS能谱分析的结果可以得出,有一定的有机物被吸附或沉积在催化剂表面上。