中国物理学会第二十七届全国静电学术年会

在当前印染行业面临日益严格环保政策的背景下，本研究针对复杂组分挥发性有机物（VOCs）协同治理难题，创新性地提出脉冲放电等离子体耦合La₂O₃-CeO₂催化剂的协同降解策略，以甲苯-乙酸乙酯二元污染物为研究对象，系统阐明了脉冲等离子体-催化协同降解多组分VOCs的作用机制。通过优化制备La₂O₃-CeO₂催化剂提升其物化性能，在脉冲等离子体催化体系中实现了显著协同效应。研究发现，当甲苯与乙酸乙酯配比为1:2时，体系对混合污染物降解效果最优。在总底物浓度300ppm、低能量密度169J/L条件下，甲苯实现完全降解，乙酸乙酯降解效率达80%，COx选择性达82%。通过原位等离子体催化表征技术，揭示了协同效应源于等离子体诱导电子转移与自由基介导的氧化过程。该体系通过优化利用短寿命活性氧物种（代表性·O、·OH）实现快速氧化，有效抑制中间产物积累。等离子体放电促进La₂O₃-CeO₂催化剂电子转移，加速活性氧物种迁移与深度矿化；同时催化剂通过动态Ce⁴⁺/Ce³⁺氧化还原循环及氧空位介导过程持续维持氧化链式反应。从而形成等离子体产生非选择性氧化剂广谱攻击VOCs，催化剂提供活性位点选择性吸附并转化中间产物的互补作用。本研究为工业多组分VOCs的高效能耗净化奠定了理论基础并提供了技术验证。

等离子体催化；混合污染物；协同催化；放电效应；自由基氧化