韓豐磊 朱一凡 賈繼磊 劉曉琳 季純潔 司佩壯 張宇鵬

(1.中國石油大學(xué)(華東)化學(xué)化工學(xué)院；2.中海石油(中國)有限公司深圳分公司)

0 引 言

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會的進(jìn)步，工業(yè)也在迅猛發(fā)展，與此同時也產(chǎn)生了一系列的環(huán)境污染問題。大氣污染問題是其中比較突出的問題，而揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)是造成大氣污染的重要污染物[1]。大多數(shù)VOCs有毒，并有惡臭氣味，VOCs中的某些物質(zhì)會在光照條件下與NOx發(fā)生復(fù)雜的光化學(xué)反應(yīng)，生成高濃度的臭氧，產(chǎn)生光化學(xué)煙霧[2]。VOCs可對人體健康和自然環(huán)境產(chǎn)生很大危害。因此，VOCs的治理具有十分重要的意義。

VOCs的治理主要包括兩部分：通過分離、富集、回收利用等物理手段將VOCs從廢氣中分離的回收技術(shù)，適應(yīng)于較高濃度(>5 000 mg/m3)VOCs的處理，有吸收法、吸附法、冷凝法和膜分離等；通過化學(xué)和生化反應(yīng)將VOCs降解為CO2和H2O的銷毀技術(shù)，適應(yīng)于中低濃度(<1 000 mg/m3)VOCs的處理，有生物處理、燃燒法、催化氧化法、等離子體法等[3]。近年來，利用等離子體法降解VOCs得到廣大研究學(xué)者的關(guān)注。

1 低溫等離子體技術(shù)概述

美國科學(xué)家Langmuir和Tonks在1928年首次提出等離子體的概念。等離子體是由分子、原子、電子、光子、離子和自由基組成的呈電中性的導(dǎo)電流體，被稱為是除氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)之外物質(zhì)的第四種存在狀態(tài)[4]。由于其正負(fù)電荷的數(shù)量相等，故稱之為等離子體。根據(jù)等離子體內(nèi)部溫度的不同，可將其分為低溫等離子體與熱等離子體兩大類。熱等離子體中電子溫度、離子溫度和氣體溫度三者近似相等，整體上處于平衡狀態(tài)；低溫等離子體電子溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于離子溫度，且整體溫度較低，接近于室溫。

產(chǎn)生等離子體的方法主要有電子束法和氣體放電法兩種，以氣體放電法應(yīng)用較多。氣體放電法又可按照放電方式的不同分為介質(zhì)阻擋放電、電暈放電、射頻放電、輝光放電和滑動電弧放電等。近年來，在VOCs研究和治理領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛的是介質(zhì)阻擋放電和電暈放電。

電暈放電是氣體介質(zhì)在不均勻電場中局部自持放電。電極兩端施加不使其擊穿的較高電壓時，電極表面附近的局部電場超過氣體介質(zhì)的擊穿電壓使氣體電離，產(chǎn)生電暈放電。電暈放電包括脈沖電暈放電和直流電暈放電兩大類。脈沖電暈放電相較于直流電暈放電具有更高的電場強(qiáng)度，可以產(chǎn)生更多的活性物質(zhì)，更適合于VOCs的處理[5]。

介質(zhì)阻擋放電(Dielectric barrier discharge，DBD)是指在放電空間中插入介質(zhì)屏障或至少在一個電極上覆蓋絕緣介質(zhì)(石英、玻璃、陶瓷等)的一種放電形式。介質(zhì)阻擋放電具有放電穩(wěn)定、處理效率高、能耗低、占地面積小等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于VOCs去除領(lǐng)域。根據(jù)反應(yīng)器結(jié)構(gòu)分類，DBD有平板式和線筒式兩大類。采用同軸圓形線筒式較多，阻擋介質(zhì)可以選擇為單層介質(zhì)或雙層介質(zhì)。反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)影響等離子體的特性，進(jìn)而影響放電區(qū)域的化學(xué)反應(yīng)和能量效率。于欣等[6]比較了單介質(zhì)阻擋放電(SDBD)與雙介質(zhì)阻擋放電(DDBD)降解甲苯的效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在相同電壓下，DDBD的電場強(qiáng)度更高，SDBD具有更高的輸入功率。NTP反應(yīng)器結(jié)構(gòu)的差異還會影響副產(chǎn)物的形成。史喜成等[7]對單雙介質(zhì)降解苯的效果進(jìn)行對比研究，發(fā)現(xiàn)雙介質(zhì)阻擋放電相較于單介質(zhì)阻擋放電，在不影響苯降解效率和碳平衡值的前提下，一定程度上抑制了CO和NOX的產(chǎn)生。這是因?yàn)镈DBD反應(yīng)器放電區(qū)域的放電穩(wěn)定性提升，在氧化甲苯的同時不會激發(fā)放電空氣中的N2，抑制了NOX生成。因此，選擇合適的反應(yīng)器結(jié)構(gòu)對副產(chǎn)物的控制和降解效果具有十分重要的意義。

催化氧化甲苯等芳香族化合物時，往往需要幾百攝氏度的高溫才能熱激活催化劑，這意味著需要大量的能量來加熱污染氣體，會帶來非常大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。相比之下，采用等離子體或等離子體催化工藝處理時，可以更有效地分解甲苯，且能耗更低[8]。低溫等離子體在常溫下常壓下可產(chǎn)生大量的高能電子和活性基團(tuán)等，VOCs可被這些物質(zhì)氧化為CO2、H2O和一些副產(chǎn)物。

2 低溫等離子體催化技術(shù)研究進(jìn)展

NTP單獨(dú)降解VOCs與其他傳統(tǒng)治理技術(shù)相比雖然具有一定的優(yōu)勢，但是同時也存在產(chǎn)生NOX、O3和其他有毒副產(chǎn)物且能量效率低等缺點(diǎn)。為克服這些缺點(diǎn)，研究者發(fā)現(xiàn)將等離子體與催化技術(shù)結(jié)合不僅可以顯著提高能量效率和選擇性，且會大大減少副產(chǎn)物的產(chǎn)生。等離子體協(xié)同催化技術(shù)結(jié)合了等離子體和多相催化技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，具有VOCs減排效率高、產(chǎn)品選擇性好、副產(chǎn)物產(chǎn)生少、能源效率高等優(yōu)點(diǎn)，是一種低成本、節(jié)能性高的VOCs去除方法。

2.1 低溫等離子體催化耦合方式

根據(jù)催化劑放置位置的不同，等離子體催化系統(tǒng)可分為兩類(如圖1所示)：等離子體內(nèi)催化(In-plasma catalysis，IPC)，也叫做一段式，即催化劑位于等離子體的放電區(qū)域中；等離子體后催化(Post-plasma catalysis，PPC)，又稱為兩段式，即催化劑位于等離子反應(yīng)器之后，二者串聯(lián)[9]。

圖1 兩種等離子體與催化劑耦合方式示意

IPC反應(yīng)器中，可以充分利用放電產(chǎn)生的瞬態(tài)活性基團(tuán)(如電子、離子、激發(fā)態(tài)原子和自由基)，且等離子體與催化劑可以相互作用實(shí)現(xiàn)VOCs的高效降解[10]。PPC系統(tǒng)中，放電產(chǎn)生的短壽命的活性粒子在到達(dá)催化劑區(qū)之前就湮滅了，只有長壽命的活性物質(zhì)(如O3)能夠到達(dá)催化劑填充床層。在等離子體單元中VOCs被降解成小分子的副產(chǎn)物，這些小分子的VOCs擴(kuò)散到催化劑填充區(qū)域并吸附在催化劑表面，進(jìn)一步降解為CO2、H2O和其他物質(zhì)[11]。

2.2 催化劑的研究進(jìn)展

不同催化劑比表面積、活性位點(diǎn)組成、孔容和孔徑等有所差異，所以其應(yīng)用在等離子體催化中的催化活性也不同。在低溫等離子體催化降解VOCs領(lǐng)域應(yīng)用的催化劑主要為貴金屬催化劑、過渡金屬氧化物催化劑、雙金屬催化劑和光催化劑等幾種類型。

2.2.1 貴金屬

貴金屬(Au、Ag、Pt、Pd等)在應(yīng)用過程中通常被負(fù)載到沸石、活性炭、Al2O3和MnO2等載體上，以更好地利用和分散金屬的活性位點(diǎn)。Kim等[12]分別將Ag、Ni、Pt和Pd負(fù)載到 γ-Al2O3、TiO2和沸石三種不同的載體上，裝入流型DBD反應(yīng)器中研究其對甲苯和苯的降解效果。他們發(fā)現(xiàn)，較低Ag負(fù)載量時對苯和甲苯的降解效果較好，且Pt/γ-Al2O3顯著提升了CO2選擇性。Zhu等[13]將Au/γ-Al2O3催化劑負(fù)載到DBD反應(yīng)器中，結(jié)果表明當(dāng)Au的質(zhì)量百分比為0.1%時，催化劑具有最好的甲苯降解效果(去除率接近100%)。但是貴金屬的造價通常比較昂貴，很容易因?yàn)榻够椭卸径Щ睿虼讼拗破湓诠I(yè)上的實(shí)際應(yīng)用。

2.2.2 過渡金屬氧化物

與貴金屬催化劑相比，負(fù)載型過渡金屬(Mn、Co、Cu、Ni、Mo等)催化劑因其成本低、催化性能好而受到越來越廣泛的關(guān)注。

廖曉斌等[14]將介質(zhì)阻擋放電與過渡金屬氧化物(FeOX、MnOX、CuO、CoOX)結(jié)合起來降解甲苯，與單獨(dú)的DBD系統(tǒng)相比，甲苯的去除率大大提高。在能量密度為140 J/L時，F(xiàn)eOX對甲苯的去除率為42.7%，遠(yuǎn)高于單獨(dú)等離子體系統(tǒng)的7.1%。毛夢綺等[15]探究了在等離子體催化系統(tǒng)中α-MnO2與 CeO2兩種催化劑催化氧化甲醇的性能差異，發(fā)現(xiàn)CeO2的甲醇降解率(84%)和CO2選擇性(85%)都高于α-MnO2。Wang等[16]研究了介質(zhì)阻擋放電分別與MnOx催化劑和CeO2催化劑以及不同摩爾比下的CeO2-MnOX催化劑結(jié)合去除甲苯的效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，相較于單獨(dú)的CeO2催化劑和MnOX催化劑，CeO2-MnOx催化劑具有更好的催化性能，且當(dāng)Ce/Mn摩爾比為1時的Ce1Mn1催化劑催化效果最好。

2.2.3 雙金屬

雙金屬催化劑中的兩種金屬具有協(xié)同作用，相較于單金屬催化劑具有更高的催化活性和更多的活性位點(diǎn)[17]。朱金輝[2]研究了低溫等離子體耦合不同Co/Ce配比下的Co-Ce二元金屬氧化物降解甲苯的效果，發(fā)現(xiàn)雙金屬催化劑的催化效果明顯優(yōu)于單金屬氧化物催化劑CeOX、CoOX。Mn和Co能顯著增加催化劑的晶格氧，Ce的加入能增加化學(xué)吸附氧的含量。Yang等[18]采用水熱法制備了MnXCoYCeZON系列催化劑(Mn1Co1、Mn1Ce1、Mn1Ce1Co1)，研究其與低溫等離子體協(xié)同降解甲苯的效果，發(fā)現(xiàn)Mn1Co1表現(xiàn)出最好的催化性能。Chang等[19]分別將Mn、Co和Mn-Co負(fù)載到HZSM-5分子篩上，結(jié)合低溫等離子體催化降解乙醛，發(fā)現(xiàn)Mn-Co/HZSM-5催化劑具有最好的去除效果。Yao等[20]研究了Nb-Mn/MCM-41在DBD反應(yīng)器中對甲苯的降解，并與X(X=Cu，Ce，Co)-Mn/MCM-41催化劑進(jìn)行了比較。結(jié)果表明，Nb-Mn/MCM-41具有最佳的催化降解性能，在低SIE(Specific Input Energy，輸入能量密度)條件下具有較高的CO2選擇性和較高的甲苯去除率。Nb-Mn/MCM-41中Olatt晶格氧含量最高，酸位最多，酸度最強(qiáng)。XPS、O2-TPD和H2-TPR的表征結(jié)果都證明Nb的摻雜促進(jìn)了晶格氧(Olatt)和酸位的形成，從而更有利于甲苯的降解。

2.2.4 光催化劑

光催化劑是一種具有光催化功能的半導(dǎo)體材料，經(jīng)紫外光的激發(fā)，處在價帶上的電子會被激發(fā)躍遷到導(dǎo)帶上變成光生電子，同時在價帶上留下光生空穴，這些光生空穴可與催化劑表面吸附的H2O、O2、OH-等物質(zhì)反應(yīng)生成強(qiáng)氧化性的OH·，從而進(jìn)一步將VOCs氧化為CO2和H2O。近年來，采用等離子體協(xié)同光催化技術(shù)降解VOCs越來越受到研究者的青睞。

為了提高光催化劑的性能，通常在光催化劑上摻雜金屬離子。稀土元素的摻雜可以拓寬催化劑的光譜響應(yīng)范圍，提高對有機(jī)污染物的吸附容量，同時抑制電子-空穴對的重新組合。Li等[21]發(fā)現(xiàn)等離子體和光催化劑的結(jié)合顯著提高了甲苯的降解效率和CO2的選擇性，同時對NO2和O3等副產(chǎn)物的生成具有明顯的抑制作用。填充Ag-TiO2/γ-Al2O3的光催化劑催化效果最好，能夠完全去除甲苯。梁旭等[22]在介質(zhì)阻擋放電反應(yīng)器的放電間隙之間填入光催化劑來降解H2S氣體，發(fā)現(xiàn)填充了以鋁片為基體的TiO2催化劑降解效果優(yōu)于以聚氨酯泡沫為基體的TiO2催化劑，降解率達(dá)98%。葉昊靈等[23]研究發(fā)現(xiàn)低溫等離子體與光催化劑組合系統(tǒng)(NTP+PCO)對甲苯的降解效率(80.2%)遠(yuǎn)高于單獨(dú)的等離子體系統(tǒng)(18.8%)和光催化劑系統(tǒng)(13.4%)，氣相副產(chǎn)物顯著減少，沉積在TiO2表面的碳基中間體(如苯和丙酮)的數(shù)量也顯著降低。

3 低溫等離子體催化影響因素的研究進(jìn)展

NTP去除VOCs的效果受很多因素的影響，近年來，研究學(xué)者主要關(guān)注如下因素的影響，如濕度、背景氣體、氧濃度和催化劑制備參數(shù)等。

3.1 濕度的影響

工業(yè)上排放的VOCs廢氣中通常含有一定量的水汽，且工業(yè)上采用低溫等離子體降解VOCs用的載氣多為空氣，空氣中會蘊(yùn)含一定濃度的水蒸氣，因此氣體濕度對低溫等離子體催化效率具有十分重要的意義[24]。

水蒸氣對VOCs的影響往往存在一個最適值，這取決于其水蒸氣的濃度、VOCs類型等因素。相對濕度主要通過影響OH·和OH2·等自由基的生成進(jìn)而影響VOCs的氧化過程。在一定范圍內(nèi)，提升相對濕度(Relative humidity，RH)有利于OH·的生成，從而有利于VOCs的降解。但是另一方面，水汽具有電負(fù)性，較高的RH會抑制高能電子和活性自由基的形成，使得水分子吸附在催化劑表面并覆蓋催化劑表面的活性位點(diǎn)。Zhu等[25]研究了載氣相對濕度對放電特性、丙酮去除效率等的影響。發(fā)現(xiàn)無論是否負(fù)載催化劑，空氣濕度的增加都會降低放電過程的比能密度。當(dāng)SED為固定值500 J/L時，在單獨(dú)等離子體系統(tǒng)中，丙酮的去除率先隨RH的增加而逐漸提升，在RH為10%時達(dá)到峰值，之后再提升RH，丙酮去除率隨之降低。在填充了催化劑的等離子體催化系統(tǒng)中，丙酮的去除率遵循相同的趨勢。馬天鵬[26]在研究濕度對甲苯去除效果的影響時也發(fā)現(xiàn)了類似的結(jié)果：隨著RH升高，甲苯去除率先升高后降低，甲苯最高降解率在RH為60%時獲得。在實(shí)際應(yīng)用中，要確定好濕度的最適值，讓等離子體催化系統(tǒng)發(fā)揮最高的效率。

3.2 背景氣體的影響

等離子體系統(tǒng)中活性物質(zhì)產(chǎn)生是一個十分復(fù)雜的過程，包括氣體分子的激發(fā)、離解和電離等過程。載氣會影響放電產(chǎn)生的活性物種的種類和數(shù)量，從而影響污染物的降解效率[27]。

Jiang等[28]分別將不同的載氣(Ar、O2、N2、空氣)引入混合表面/填充床放電等離子體(HSPBD)系統(tǒng)中研究其對苯的降解效率，發(fā)現(xiàn)在低SIE時甲苯的降解效率按Ar>N2>空氣>O2的順序逐漸降低。這是因?yàn)锳r的介電強(qiáng)度較低，它比N2、空氣或O2更容易被高能電子激發(fā)形成亞穩(wěn)態(tài)。Dahiru等[29]發(fā)現(xiàn)在DBD反應(yīng)器中甲醇的降解效率隨干空氣>濕空氣>N2的順序依次降低，引入水蒸氣雖然降低了甲醇去除效率，但對CO2的選擇性和H2產(chǎn)量有顯著提高作用，O3、CO和碳?xì)浠衔锏雀碑a(chǎn)物明顯減少。Saleem等[30]用介質(zhì)阻擋放電反應(yīng)器從甲烷氣體中去除甲苯(以甲烷為載氣)，發(fā)現(xiàn)可以從甲烷載氣中去除甲苯，其降解效率與等離子體的輸入功率有關(guān)，在輸入功率為40 W時達(dá)到最大去除率85.9%。在實(shí)際應(yīng)用中，采用空氣或模擬空氣(如21%O2+79%N2，或其他配比)為載氣的研究最多，通入干燥之后的空氣是最方便獲取、最價格低廉的載氣選擇。

3.3 氧濃度的影響

載氣中的氧濃度很大程度上會影響放電性能和反應(yīng)物質(zhì)的形成。Jiang等[28]研究了不同氧濃度(0%～30%)對苯降解率的影響，當(dāng)電壓維持在25 kV時，苯在氧濃度為3%時具有最佳降解效果，之后苯降解率隨氧濃度的升高而逐漸降低。Zhang等[31]在不同氧濃度的條件下研究制備的60Mn/MCM-41(Si與Mn摩爾比為60)催化劑降解甲苯的性能，在SED為531 J/L和558 J/L的條件下，當(dāng)O2濃度為5%和20%時，甲苯去除率分別為63.7%和95%，但是當(dāng)O2的比例增加到30%時，甲苯的催化氧化效率并無明顯提高。

O2的引入有利于在催化劑表面形成活性氧物種，但是當(dāng)氧濃度較高時，過量的O2由于其電負(fù)性而消耗高能電子使電子密度大大降低，且增加的氧分子會與活性氧和活性氮等活性物質(zhì)反應(yīng)，從而對甲苯去除率產(chǎn)生負(fù)面影響。

3.4 催化劑制備參數(shù)的影響

催化劑制備參數(shù)(如溫度、載體類型、摻雜金屬類型)的不同會造成催化劑表面性能(例如比表面積、元素組成、酸位、活性氧等)的差異，進(jìn)而影響催化活性。Zhang等[31]用金屬雜原子取代法制備了Mn/MCM-41系列催化劑，采用浸漬法制備了imp-Mn/MCM-41系列催化劑，分別探究其在DBD反應(yīng)器中降解甲苯的效率。表征結(jié)果發(fā)現(xiàn)Mn/MCM-41中錳以MnO2、Mn2O3的形式存在于載體MCM-41孔結(jié)構(gòu)之外，而imp-Mn/MCM-41中錳進(jìn)入介孔結(jié)構(gòu)中，并且Si-O-Mn代替部分介孔結(jié)構(gòu)。60Mn/MCM-41催化劑(Si/Mn摩爾比為60)具有最高的甲苯催化降解性能，且在SED為558 J/L下連續(xù)反應(yīng)40 h后，甲苯降解率仍可達(dá)到84.6%。Veerapandian等[32]研究了在PPC系統(tǒng)中不同的催化劑制備方法制出的銅錳混合氧化物催化劑對潮濕空氣中三氯乙烯(TCE)降解的影響。采用氧化還原法制備了CuMnOX-R3催化劑，共沉淀法制備了CuMn2O4-P4催化劑。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，氧化還原法制備的CuMnOX-R3催化劑具有較好的TCE去除效果，在能量密度為60 J/L時，TCE降解率最高，可達(dá)到80%以上。

載體是催化劑的重要組成部分，對金屬氧化物的分散和氧化狀態(tài)起著重要作用，將金屬負(fù)載到不同的載體上會得到不同的催化效果。介孔分子篩MCM-41是MnOX催化劑很好的載體。Yao等[33]將錳分別負(fù)載到MCM-41、ZSM-5和13X三種不同的沸石分子篩上制成負(fù)載型催化劑，與DBD聯(lián)用組成等離子體催化系統(tǒng)，觀察甲苯降解效果。發(fā)現(xiàn)MnOX/13X的催化性能優(yōu)于MnOX/ZSM-5和MnOX/MCM-41，甲苯轉(zhuǎn)化率最高可達(dá)99.4%。

4 低溫等離子催化降解機(jī)理的研究進(jìn)展

大多數(shù)研究者通過分析VOCs降解過程中的副產(chǎn)物來推斷等離子體催化降解VOCs的機(jī)理，通常用傅立葉變換紅外光譜(FTIR)、氣相色譜(GC)和氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(GC-MS)技術(shù)來測定VOCs分解過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物[34]。

等離子體催化降解VOCs包括氣相反應(yīng)和催化劑表面反應(yīng)兩部分。氣相反應(yīng)又可分為兩個方面：一是等離子體反應(yīng)器中產(chǎn)生的高能電子與載氣和VOCs分子發(fā)生碰撞，高能電子與載氣碰撞發(fā)生一系列的激發(fā)、離解、電離等反應(yīng)，產(chǎn)生大量高活性物質(zhì)(如OH·，O·，N·，見式(1)～(3))，此外，高能電子同時也會與VOCs分子碰撞使之處于激發(fā)態(tài)甚至離解。二是活性粒子與激發(fā)態(tài)的VOCs分子之間互相作用，最終將VOCs降解為無害的CO2和H2O[35]。催化劑表面進(jìn)行的反應(yīng)為催化劑表面的活性氧進(jìn)一步氧化VOCs分子、中間產(chǎn)物和副產(chǎn)物的過程。

e+O2→2O·

(1)

e+H2O→H·+OH·

(2)

e+N2→2N·

(3)

圖2 低溫等離子體降解甲苯機(jī)理

在等離子體內(nèi)催化系統(tǒng)(IPC)中，等離子體和催化劑同時發(fā)生反應(yīng)并相互作用。首先，催化劑可以縮短放電間隙，從而提高等離子體催化反應(yīng)器中的平均電場。當(dāng)電場增強(qiáng)時，電子獲得更多能量，電子碰撞將獲得更多的活性物種。其次，催化劑微孔會產(chǎn)生微放電，從而在體積和放電平均能量不變的情況下增加等離子體放電區(qū)域[38]。此外，催化劑會降低反應(yīng)的活化能和調(diào)節(jié)產(chǎn)物的種類。等離子體可提升催化劑的性能，通過各種高能粒子的轟擊改變催化劑的表面積或內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如減小具有催化活性的顆粒尺寸、使活性顆粒在載體上分布均勻等[5]。最后，由于催化劑與氣體直接接觸，等離子體中的一系列氣體產(chǎn)物(目標(biāo)分子、中間體和活性物種)可以吸附到催化劑表面，延長污染物分子的停留時間，增加污染物與活性物種碰撞的可能性，從而提高等離子體催化性能。

5 結(jié)論與展望

本文對近十年來低溫等離子體協(xié)同催化技術(shù)降解VOCs的發(fā)展進(jìn)行了綜述，介紹了低溫等離子體技術(shù)，分析了不同的耦合方式、不同的催化劑及其他影響因素對VOCs的降解效果和副產(chǎn)物的影響，最后闡述了等離子體催化技術(shù)降解VOCs的機(jī)理。低溫等離子體協(xié)同催化技術(shù)改善了單獨(dú)等離子體技術(shù)能量效率低、產(chǎn)生較多的NOX、O3和其他有毒副產(chǎn)物等缺點(diǎn)，顯著提高了能量效率和產(chǎn)物的選擇性，且生成較少的副產(chǎn)物，具有廣闊的使用前景。盡管等離子體催化技術(shù)日漸成熟，但今后還應(yīng)注重以下方面的研究。

1)目前進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究時多采用單組分的特征污染物，如甲苯、乙醛、丙酮等，但實(shí)際工業(yè)排放的VOCs組分復(fù)雜，中間產(chǎn)物也有相互反應(yīng)，進(jìn)而影響降解效果，因此以后應(yīng)研究多組分特征污染物的降解特性。

2)由于氣體放電和降解VOCs的中間產(chǎn)物較為復(fù)雜，且等離子體與催化劑之間存在協(xié)同作用，因此等離子體催化降解VOCs的降解機(jī)制尚不明確?？梢越Y(jié)合分子動力學(xué)模擬揭示其協(xié)同降解機(jī)理。

3)目前該技術(shù)還未大規(guī)模應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中，應(yīng)進(jìn)一步探索反應(yīng)器的優(yōu)化設(shè)計、高效催化劑的研發(fā)及最優(yōu)參數(shù)(如載氣類型、氧濃度、濕度等)的選擇等工作。