張瑞前 邱 祁 張啟杭 秦 勇# 阮詩(shī)婷 吳偉祥

(1.浙江大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院,浙江 杭州 310058;2.浙江大學(xué)電氣工程學(xué)院,浙江 杭州 310027)

惡臭是世界七大環(huán)境公害之一,惡臭氣體不僅會(huì)污染環(huán)境,引起人體感官不適,還會(huì)損害居民身體健康,引發(fā)鄰避效應(yīng)[1]。含硫惡臭氣體是各類惡臭氣體中較典型的一類,其來(lái)源廣泛且嗅閾值極低,在較低濃度下即可造成嚴(yán)重的惡臭污染,是惡臭治理中亟待攻關(guān)的重點(diǎn)和難點(diǎn)[2]。傳統(tǒng)的惡臭治理技術(shù)有生物法、化學(xué)吸收法、吸附法、低溫等離子體法等,其中低溫等離子體法因其反應(yīng)速率快、去除效率高、占地面積小等優(yōu)點(diǎn)而備受關(guān)注[3]。但單獨(dú)低溫等離子體法存在能量利用效率低、易產(chǎn)生二次污染的問(wèn)題,限制了其推廣應(yīng)用。將低溫等離子體與吸附/催化技術(shù)結(jié)合,在提高惡臭氣體去除效率、降低能耗上具有顯著優(yōu)勢(shì)[4]70,可滿足含硫惡臭氣體高效低耗的處理需求。

各類吸附/催化劑中,ZSM-5沸石具備優(yōu)異的吸附能力與催化活性,是低溫等離子體協(xié)同吸附/催化去除惡臭污染物的理想填充材料[4]71。硅鋁比(摩爾比)是ZSM-5沸石的重要特征參數(shù)。王旎等[5]1890發(fā)現(xiàn),當(dāng)ZSM-5沸石硅鋁比由38增至170時(shí),沸石對(duì)甲苯的吸附容量和協(xié)同低溫等離子體對(duì)甲苯的去除效率都大幅提升。金屬負(fù)載改性可提高ZSM-5沸石的吸附與催化能力,其中錳改性可提高沸石的臭氧催化分解性能,形成氧自由基促進(jìn)惡臭物質(zhì)分解,并降低臭氧二次污染[6]。ZHU等[7]在低溫等離子體放電區(qū)域內(nèi)負(fù)載MnO2催化劑,比單獨(dú)低溫等離子體對(duì)二硫化碳的處理效率提高了10%。放電電壓是低溫等離子體設(shè)備的重要參數(shù),選擇合適的放電電壓有利于提升惡臭凈化效率并節(jié)約能耗[8]。

現(xiàn)有ZSM-5沸石協(xié)同低溫等離子體研究多關(guān)注甲苯等單一氣體的治理[4]70,[5]1884,尚缺乏對(duì)多組分典型惡臭氣體協(xié)同治理的研究。此外,現(xiàn)有相關(guān)研究多采用未成型的粉末狀或粒狀沸石[5]1885,[9],壓降損失大、處理流量低(<0.1 m3/h),難以走向工程應(yīng)用。理論上,將原始沸石固化成型,做成蜂窩狀結(jié)構(gòu),將有助于降低氣體通過(guò)阻力、促進(jìn)氣流均勻分布[10],適用于惡臭氣體常見(jiàn)低濃度、大風(fēng)量的處理場(chǎng)景。因此,本研究采用浸漬法、共混擠出法制備錳改性蜂窩狀ZSM-5沸石,探究沸石硅鋁比、錳負(fù)載量和放電電壓對(duì)5種典型含硫惡臭氣體(硫化氫、甲硫醇、甲硫醚、二硫化碳、二甲二硫)的去除影響,并通過(guò)材料表征初步闡釋除臭效果提升機(jī)制,以期為含硫惡臭氣體的高效低耗治理提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料制備

采用共混擠出法制備蜂窩狀ZSM-5沸石。分別將3種過(guò)80目篩后的100 g ZSM-5沸石粉末(硅鋁比分別為38、70、170,純度99.9%)與3 g羥丙基甲基纖維素(黏度100 Pa·s,分析純)、4 g田菁膠(分析純)用高速粉碎機(jī)充分混合5 min后轉(zhuǎn)移到研缽中。稱取53.5 mL蒸餾水和35 g硅溶膠溶液(含30%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))SiO2)倒入燒杯中磁力攪拌混合20 min,將混合液邊攪拌邊加入研缽中,用藥杵碾搗及手工捏合15 min得到泥團(tuán)。然后,將泥團(tuán)放入壓面機(jī)中練泥擠出5次,再用保鮮膜密封包裹放在陰暗處老化12 h得到最終泥料。隨后將泥料壓入3D打印的蜂窩狀模具中,并連同模具置于微波爐中低火干燥2 min成型,取出模具,將成型胚料用中高火充分干燥3 min。最后,將干燥好的胚料放在馬弗爐(SX3-3-10)中550 ℃下焙燒6 h(3 ℃/min升溫),最終得到不同硅鋁比的蜂窩狀ZSM-5沸石。

采用浸漬法對(duì)ZSM-5沸石進(jìn)行錳負(fù)載改性。稱取一定量的乙酸錳(分析純)溶解在適量無(wú)水乙醇(分析純)中,常溫下磁力攪拌30 min。加入一定量的ZSM-5沸石粉末(最佳硅鋁比),常溫下磁力攪拌10 h后靜置2 h。隨后將其進(jìn)行抽濾獲得濾餅,將濾餅放入烘箱(GZX-9070MBE)中110 ℃下干燥10 h。最后將其放入馬弗爐中500 ℃下焙燒4 h(4 ℃/min升溫),制備錳負(fù)載量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))為5%、10%、15%的ZSM-5沸石粉末,再通過(guò)共混擠出法制備錳改性蜂窩狀ZSM-5沸石。

1.2 實(shí)驗(yàn)裝置及性能評(píng)價(jià)

實(shí)驗(yàn)裝置包括氣體供應(yīng)、反應(yīng)控制、檢測(cè)分析三大系統(tǒng)(見(jiàn)圖1)。參考文獻(xiàn)[11],通過(guò)調(diào)節(jié)空氣與混合氣(氮?dú)鉃槠胶鈿?稀釋比,使含硫惡臭氣體進(jìn)氣控制為硫化氫(5 μmol/mol)、甲硫醇(2 μmol/mol)、甲硫醚(3 μmol/mol)、二硫化碳(1 μmol/mol)、二甲二硫(2 μmol/mol),總氣體流量為1.2 m3/h。低溫等離子體反應(yīng)器[12]采用介質(zhì)阻擋放電的方式,使用套筒狀石英玻璃介質(zhì)阻擋層(內(nèi)徑34 mm,管壁厚度3 mm),高壓極為多針同軸式的鋁制內(nèi)電極(直徑12 mm),接地極為包覆在石英管外壁的鋼絲網(wǎng)外電極。反應(yīng)器具有5個(gè)等距放電針組,放電針組嵌于內(nèi)電極表面可延長(zhǎng)放電路徑,內(nèi)電極與介質(zhì)阻擋層間形成較寬的氣體通道,能滿足較大氣體流量需求。每個(gè)放電針組后負(fù)載1個(gè)蜂窩狀ZSM-5沸石(6 g),反應(yīng)區(qū)總長(zhǎng)度為400 mm。反應(yīng)器使用高頻交流電源(CW3008),連續(xù)放電運(yùn)行,放電電壓峰值為7.0～8.5 kV,放電頻率為20 kHz,由示波器(MDO3024)讀取控制。為實(shí)現(xiàn)含硫惡臭氣體的高效低耗處理,以吸附/去除效率(η,%)和比輸入能量(S,J/L)為主要指標(biāo)進(jìn)行處理效果評(píng)價(jià)。含硫惡臭氣體的吸附效率在吸附穩(wěn)定10 min后進(jìn)行取值計(jì)算,含硫惡臭氣體的去除效率在等離子體電源開(kāi)啟穩(wěn)定10 min后進(jìn)行取值計(jì)算。各指標(biāo)計(jì)算公式如下：

圖1 實(shí)驗(yàn)裝置示意圖Fig.1 Schematic diagram of the experimental setup

(1)

(2)

式中：C0、C分別為含硫惡臭氣體的進(jìn)口、出口實(shí)測(cè)值,μmol/mol;P為反應(yīng)器功率(由電荷—電壓李薩如圖形法計(jì)算),W;Q為氣體流量,m3/h。

1.3 氣體檢測(cè)及材料表征

參照《固定污染源廢氣 揮發(fā)性有機(jī)物的采樣 氣袋法》(HJ 732—2014)由真空氣體采樣箱(JZ-1)采集含硫惡臭氣體于2 L氣體采樣袋中,24 h內(nèi)經(jīng)氣體濃縮儀(Acrichi APC-9LN)預(yù)處理后由氣相色譜儀(Nexis GC-2030)進(jìn)樣檢測(cè),檢測(cè)精度可達(dá)到nmol/mol水平。

采用氮?dú)馕锢砦?脫附法測(cè)定ZSM-5沸石的比表面積和孔隙結(jié)構(gòu);采用掃描電子顯微鏡(SEM,Zeiss Sigma 500)分析ZSM-5沸石的形貌特征;采用X射線光電子能譜(XPS)儀(Thermo Scientific K-Alpha)分析測(cè)定ZSM-5沸石上錳元素的價(jià)態(tài)及含量。

2 結(jié)果與討論

2.1 硅鋁比的影響

降低硅鋁比可提升蜂窩狀ZSM-5沸石對(duì)含硫惡臭氣體的整體吸附效率,其中顯著提升對(duì)硫化氫和甲硫醇的吸附效率,對(duì)甲硫醚、二硫化碳和二甲二硫的吸附效率則影響較小(見(jiàn)圖2(a))。不同含硫惡臭氣體間的吸附差異可能與其分子大小和沸石孔徑的相適性有關(guān)。陳揚(yáng)達(dá)等[13]發(fā)現(xiàn),沸石孔徑與廢氣分子動(dòng)力學(xué)直徑相當(dāng)時(shí)吸附效果更強(qiáng)。硫化氫通常是含硫惡臭氣體中濃度最高、污染最嚴(yán)重的組分,以硫化氫為例繪制了吸附穿透曲線(見(jiàn)圖2(b))。由于部分硫化氫氣體會(huì)直接從蜂窩孔逃逸,0 min時(shí)各組別即達(dá)吸附穿透。硅鋁比為170、70、38的蜂窩狀ZSM-5沸石分別在10、40、90 min左右達(dá)到吸附飽和,其硫化氫吸附容量分別為2.0、24.9、67.3 μg/g。吸附容量較小可能與蜂窩孔穿透逃逸、大流量和低濃度的吸附工況特點(diǎn)以及其他含硫惡臭氣體的競(jìng)爭(zhēng)吸附有關(guān)。硫化氫在吸附飽和后出現(xiàn)了出口實(shí)測(cè)值大于進(jìn)口實(shí)測(cè)值的反?，F(xiàn)象(即C/C0>1),這可能與其他含硫惡臭氣體在競(jìng)爭(zhēng)吸附作用下占據(jù)了原有硫化氫吸附位點(diǎn),使部分硫化氫氣體解吸釋放有關(guān)[14]。

圖2 蜂窩狀ZSM-5沸石對(duì)含硫惡臭氣體的吸附情況Fig.2 Adsorption of sulfur-containing malodorous gases by honeycomb ZSM-5 zeolite

蜂窩狀ZSM-5沸石協(xié)同低溫等離子體對(duì)含硫惡臭氣體的去除效率見(jiàn)圖3(放電電壓為7.0 kV,硅鋁比為0代表單獨(dú)低溫等離子體處理對(duì)照)。單獨(dú)低溫等離子體對(duì)甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫均具有極高的去除效率,而對(duì)硫化氫、二硫化碳去除效果較差。這可能與硫平衡轉(zhuǎn)化機(jī)制有關(guān),甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫易分解轉(zhuǎn)化為硫化氫、二硫化碳、羰基硫等小分子結(jié)構(gòu)的中間產(chǎn)物[15],這會(huì)增加硫化氫和二硫化碳的處理難度。硫化氫、二硫化碳可進(jìn)一步分解為硫單質(zhì)和二氧化硫,由于其鍵能較高,這一步驟通常需要較大的能量輸入[16],同樣會(huì)影響其去除效率。在添加蜂窩狀ZSM-5沸石后,含硫惡臭氣體去除效率整體大幅提升,沸石的吸附和催化作用可增強(qiáng)惡臭物質(zhì)的去除。隨著硅鋁比的增大,含硫惡臭氣體的去除效率也有所增大。不同硅鋁比蜂窩狀ZSM-5沸石協(xié)同低溫等離子體對(duì)甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫都可達(dá)到接近100%的去除效率,硅鋁比為70和170的蜂窩狀ZSM-5沸石對(duì)硫化氫和二硫化碳也具有較高的協(xié)同凈化效率。ZSM-5沸石的介電常數(shù)與硅鋁比成反比,當(dāng)硅鋁比過(guò)小、介電常數(shù)過(guò)大時(shí),低溫等離子體在ZSM-5沸石表面流光的傳播減少、等離子體催化活性降低[17],這可能是硅鋁比為38的蜂窩狀ZSM-5沸石對(duì)硫化氫和二硫化碳協(xié)同凈化效率較低的原因之一。綜合吸附能力與協(xié)同凈化能力,蜂窩狀ZSM-5沸石硅鋁比宜選擇為70。

圖3 蜂窩狀ZSM-5沸石協(xié)同低溫等離子體對(duì)含硫惡臭氣體的去除效率Fig.3 Removal efficiency of sulfur-containing malodorous gases by honeycomb ZSM-5 zeolite combined with non-thermal plasma

ZSM-5沸石粉末表征分析結(jié)果見(jiàn)表1。較低硅鋁比ZSM-5沸石擁有較大的比表面積,通常具備更強(qiáng)的吸附能力,還擁有較小的孔體積、平均孔徑和中位孔徑,更容易捕獲硫化氫、甲硫醇這種分子動(dòng)力學(xué)直徑較小的惡臭物質(zhì),達(dá)到更好的吸附效果,這與實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)相一致。外表面積是沸石顆粒外側(cè)部分的表面積,會(huì)直接影響低溫等離子體在沸石表面放電狀況[18]。通過(guò)一元線性回歸分析發(fā)現(xiàn),蜂窩狀ZSM-5沸石協(xié)同低溫等離子體對(duì)硫化氫和二硫化碳的去除效率與ZSM-5沸石外表面積具有高度正相關(guān)關(guān)系(R2分別為0.979、0.998)。高硅鋁比ZSM-5沸石具備更大的外表面積,這可能是其協(xié)同低溫等離子體對(duì)含硫惡臭氣體去除效率較高的原因之一。

表1 ZSM-5沸石粉末表征分析結(jié)果Table 1 Characterization and analysis results of ZSM-5 zeolite powders

2.2 錳改性的影響

錳改性蜂窩狀ZSM-5沸石對(duì)含硫惡臭氣體的吸附效率見(jiàn)圖4(a),錳負(fù)載量為0時(shí)作為未改性沸石的空白對(duì)照。整體而言,錳改性有助于提升蜂窩狀ZSM-5沸石對(duì)含硫惡臭氣體的吸附效率,其中錳改性可顯著提升硫化氫(p<0.01)和甲硫醇(p<0.05)的吸附效率。這可能是因?yàn)殄i氧化物負(fù)載能改變ZSM-5沸石的孔道結(jié)構(gòu)、提高空間擇形[5]1890,并產(chǎn)生化學(xué)吸附作用,有利于對(duì)硫化氫等小分子有機(jī)物的吸附。隨著錳負(fù)載量的增大,各含硫惡臭氣體的吸附效率則無(wú)顯著變化(p>0.05)。以錳負(fù)載量為10%為例,繪制了錳改性蜂窩狀ZSM-5沸石對(duì)含硫惡臭氣體的吸附效率變化曲線,結(jié)果見(jiàn)圖4(b)。各含硫惡臭氣體的吸附效率隨時(shí)間延長(zhǎng)而降低,且曲線趨于平緩,錳改性蜂窩狀ZSM-5沸石在持續(xù)吸附過(guò)程具有一定的吸附穩(wěn)定性。

圖4 錳改性蜂窩狀ZSM-5沸石對(duì)含硫惡臭氣體的吸附情況Fig.4 Adsorption of sulfur-containing malodorous gases by manganese-modified honeycomb ZSM-5 zeolite

錳改性蜂窩狀ZSM-5沸石協(xié)同低溫等離子體對(duì)含硫惡臭氣體的去除效率見(jiàn)圖5(a)(放電電壓為7.0 kV)。隨著錳負(fù)載量的增大,錳改性蜂窩狀ZSM-5沸石協(xié)同低溫等離子體對(duì)硫化氫的去除效率逐漸提升,對(duì)二硫化碳的去除效率則先升高后降低(在錳負(fù)載量為10%時(shí)達(dá)峰值),對(duì)甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫的去除效率則均保持在100%。適當(dāng)增加錳負(fù)載量有助于增加惡臭氣體與活性物種的接觸面積從而提高反應(yīng)速率與去除效率,但過(guò)高的錳負(fù)載量可能會(huì)形成氧化物團(tuán)聚、堵塞沸石孔道[19],對(duì)去除效率提升有限還會(huì)增加制備成本。綜合去除效率和經(jīng)濟(jì)性考慮,錳改性蜂窩狀ZSM-5沸石的錳負(fù)載量宜選擇為10%。以錳負(fù)載量為10%為例,繪制了錳改性蜂窩狀ZSM-5沸石協(xié)同低溫等離子體對(duì)含硫惡臭氣體的去除效率變化曲線,結(jié)果見(jiàn)圖5(b)。錳改性蜂窩狀ZSM-5沸石協(xié)同低溫等離子體在持續(xù)凈化過(guò)程具有一定的運(yùn)行穩(wěn)定性。連續(xù)運(yùn)行中,除二硫化碳去除效率略有降低外,其余含硫惡臭氣體均可維持較高的去除水平,不會(huì)因?yàn)榉惺叫氏陆刀艋€(wěn)定性。二硫化碳是甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫氣體硫平衡轉(zhuǎn)化的中間產(chǎn)物之一,在多組分含硫氣體的協(xié)同處理中需引起額外重視。

圖5 錳改性蜂窩狀ZSM-5沸石協(xié)同低溫等離子體對(duì)含硫惡臭氣體的去除情況Fig.5 Removal of sulfur-containing malodorous gases by manganese-modified honeycomb ZSM-5 zeolite combined with non-thermal plasma

錳改性ZSM-5沸石粉末表征分析結(jié)果如表2所示。錳改性ZSM-5沸石的比表面積、外表面積、孔體積、中位孔徑隨錳負(fù)載量的升高而降低,這是因?yàn)殄i氧化物會(huì)堵塞沸石的一些孔道?？讖阶冃∮欣诹蚧瘹涞刃》肿訍撼粑镔|(zhì)的吸附,但孔體積變小則會(huì)導(dǎo)致孔擴(kuò)散阻力增加,并降低吸附容量。因此,在改性過(guò)程不宜選擇過(guò)高的錳負(fù)載量。

表2 錳改性ZSM-5沸石粉末表征分析結(jié)果Table 2 Characterization and analysis results of manganese-modified ZSM-5 zeolite powders

以蜂窩成型前后錳負(fù)載量為10%的ZSM-5沸石為例進(jìn)行SEM表征分析,結(jié)果如圖6所示。成型前錳改性ZSM-5沸石晶粒表面出現(xiàn)了粒狀凸起,推測(cè)它們?yōu)樨?fù)載的錳氧化物。成型后錳改性ZSM-5沸石晶粒表面變得較粗糙,具有黏連的膠狀物質(zhì),這可能來(lái)源于沸石成型工藝所添加的硅溶膠黏結(jié)劑。相比成型前,錳氧化物在成型后沸石表面的負(fù)載更分散。沸石成型工藝的黏混焙燒等步驟可能有助于錳元素的均勻分布,利于提高錳催化效率[20]。

圖6 錳負(fù)載量為10%的ZSM-5沸石SEM圖Fig.6 SEM images of ZSM-5 zeolite with manganese loading of 10%

以錳負(fù)載量為10%的ZSM-5沸石粉末為例進(jìn)行XPS分析,結(jié)果如圖7所示。全譜在結(jié)合能640～660 eV內(nèi)出現(xiàn)了Mn 2p特征峰,這證實(shí)了錳元素的成功負(fù)載。錳譜中,由于核磁矩的電子-自旋耦合作用,Mn 2p軌道會(huì)分裂成兩個(gè)能級(jí)(2p3/2和2p1/2),對(duì)應(yīng)著641.9、653.8 eV處檢測(cè)出的兩個(gè)峰。Mn 2p3/2峰具有不對(duì)稱性,可分峰擬合成兩個(gè)小峰,結(jié)合能分別在641.7、643.9 eV左右,對(duì)應(yīng)著不同錳元素價(jià)態(tài)(Mn3+和Mn4+)[21]。Mn3+和Mn4+的占比可依據(jù)峰面積進(jìn)行計(jì)算,Mn3+占比約60%,是錳元素的主要價(jià)態(tài)。一般Mn3+占比越高,越有利于增加沸石表面的氧空位,提升沸石催化活性。Mn3+的負(fù)載催化還可以通過(guò)促進(jìn)臭氧分解并產(chǎn)生活性氧,從而提高惡臭物質(zhì)的去除效率[22]。

圖7 錳負(fù)載量為10%的ZSM-5沸石粉末XPS圖譜 Fig.7 XPS spectrum of ZSM-5 zeolite powder with manganese loading of 10%

2.3 放電電壓對(duì)含硫惡臭氣體去除與反應(yīng)器能耗的影響

放電電壓對(duì)含硫惡臭氣體去除效率和比輸入能量的影響如圖8所示。隨著放電電壓的升高,低溫等離子體設(shè)備對(duì)各含硫惡臭氣體的去除效率和比輸入能量逐漸升高。這是因?yàn)楦邏悍烹娔墚a(chǎn)生更多的高能電子和活性基團(tuán),有利于提高與惡臭氣體分子的碰撞概率與反應(yīng)速率。對(duì)于單獨(dú)低溫等離子體,當(dāng)放電電壓提升至7.5 kV以上時(shí),甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫均基本能達(dá)到100%的去除效率,在8.5 kV時(shí)硫化氫能達(dá)到較高的去除效率(>95%),但二硫化碳的去除效率(73.1%)仍有待提升。蜂窩狀ZSM-5沸石協(xié)同低溫等離子體可彌補(bǔ)上述短板,能降低等離子體設(shè)備的電壓需求并提高含硫惡臭氣體的去除效率,在7.5 kV時(shí)即具有比單獨(dú)低溫等離子體在8.5 kV時(shí)更高的去除效率。錳改性(錳負(fù)載量為10%)能進(jìn)一步提升協(xié)同工藝的去除效率,在7.5 kV時(shí)所有含硫惡臭氣體均能達(dá)到95%以上的去除效率,此時(shí)總硫元素的平衡轉(zhuǎn)化率達(dá)98.7%。在相同放電電壓下,單獨(dú)低溫等離子體、蜂窩狀ZSM-5沸石協(xié)同低溫等離子體、錳改性蜂窩狀ZSM-5沸石協(xié)同低溫等離子體比輸入能量之間無(wú)顯著性差異(p>0.05),錳改性蜂窩狀ZSM-5沸石不會(huì)增大能量消耗。隨著放電電壓的增大,低溫等離子體設(shè)備的比輸入能量增幅變大,能耗成本會(huì)成倍增長(zhǎng)。綜合考慮去除效率和運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性,錳改性蜂窩狀ZSM-5沸石協(xié)同低溫等離子體的放電電壓宜選擇7.5 kV,此時(shí)比輸入能量?jī)H為2.3 J/L。相較于單獨(dú)低溫等離子體在8.5 kV時(shí)的處理,去除效率提升的同時(shí)比輸入能量(10.7 J/L)降低了78.5%。

圖8 放電電壓對(duì)去除效率和比輸入能量的影響Fig.8 The influence of discharge voltage on removal efficiency and specific input energy

3 結(jié) 論

1) 降低硅鋁比可提升蜂窩狀ZSM-5沸石對(duì)含硫惡臭氣體的整體吸附效率,但會(huì)降低蜂窩狀ZSM-5沸石協(xié)同低溫等離子體對(duì)含硫惡臭氣體的去除效率,這可能與沸石外表面積的降低有關(guān),綜合考慮最佳硅鋁比為70。

2) 錳改性可提升蜂窩狀ZSM-5沸石對(duì)含硫惡臭氣體的整體吸附效率與協(xié)同低溫等離子體的去除效率,這可能與Mn3+負(fù)載催化等有關(guān)。錳負(fù)載量過(guò)高會(huì)堵塞沸石孔道,對(duì)去除效率提升有限還會(huì)增加制備成本,最佳錳負(fù)載量為10%。

3) 蜂窩狀ZSM-5沸石協(xié)同低溫等離子體能降低等離子體設(shè)備的電壓需求并提高含硫惡臭氣體的去除效率。在7.5 kV時(shí),錳改性蜂窩狀ZSM-5沸石協(xié)同低溫等離子體對(duì)含硫惡臭氣體的去除效率均在95%以上,比輸入能量?jī)H為2.3 J/L。