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低温等离子体与半导体催化剂协同分解硫化氢的开题报告

一、研究背景和意义

硫化氢是一种有毒气体，具有刺激性的臭味和腐蚀性，它广泛存在于化学工业、自然气体、石油、污水处理等领域，对人类健康和环境造成威胁。因此，如何高效、经济地去除硫化氢一直是一个重要的问题。常见的方法包括生物处理、吸收法、氧化法、燃烧法等。

近年来，低温等离子体技术作为一种新型的气体处理方法，由于其能够高效的分解污染气体和实现无二次污染而备受瞩目。然而，低温等离子体单独处理硫化氢的效率较低，因此需要与其他技术相结合以提高处理效率。

半导体催化剂是目前一种广泛应用于空气污染治理的技术之一，以其高效、经济的特性在硫化氢的处理中也得到了广泛的应用。半导体催化剂可以利用紫外线或可见光的敏化剂激活电子，使其与空气中的氧气形成氧离子，进而氧化类似硫化氢等污染气体。然而，半导体催化剂需要较高的激活能才能实现有效的催化作用，因此反应速率较慢。

因此，将低温等离子体技术与半导体催化剂相结合，充分发挥两种技术的优势，有望提高硫化氢的去除效率，并减少能源消耗和二次污染的问题。

二、研究内容

本研究旨在探讨低温等离子体与半导体催化剂协同分解硫化氢的可行性和效率。具体研究内容包括：

1.建立低温等离子体和半导体催化剂协同处理硫化氢的实验系统。

2.研究不同处理参数对反应效率的影响，包括等离子体功率、催化剂类型和用量等因素的优化，以提高硫化氢的分解效率。

3.对反应产物进行定量分析和表征，包括硫化氢的去除率、反应速率和催化剂的再生效率等指标的测定和分析。

4.分析实验结果，探讨低温等离子体与半导体催化剂结合的机理和作用方式。

三、研究方法

本研究采用实验室小型反应器，以纯硫化氢为模拟污染气体，不同的处理方法包括单独的低温等离子体、单独的半导体催化剂和低温等离子体与半导体催化剂结合的方法。实验过程中，测定污染气体的初始浓度和反应后的浓度，并对反应后的产物进行定量分析和表征。

四、研究成果

本研究期望实现低温等离子体与半导体催化剂协同处理硫化氢的高效、经济和环保的处理方法。根据实验结果，可以确定最佳处理参数和最佳催化剂组合，为硫化氢和其他有毒气体的去除提供可行的技术路线。

五、参考文献

1.Kalyani,V.M.,Sivakumar,S.,Kim,K.H.(2016).Lowtemperatureplasmasasapromisingtechnologytotreatvariousgaseouspollutants:areview.EnvironmentalScience:ProcessesImpacts,18(11),1368-1394.

2.Lee,H.,Lee,S.(2015).DecompositionofhydrogensulfideusingUV-activatedtitaniumdioxidephotocatalystatnearambienttemperature.JournalofHazardousMaterials,283,78-84.

3.Yang,Y.,Su,P.,Zhang,Y.(2014).Astudyonthemechanismofnitrogenoxidesremovalbyairplasmacombinedwithcatalyst.JournalofHazardousMaterials,265,1-8.