二氯甲烷催化燃烧Ni-V催化剂的制备和表征

发布时间：2020-01-21 20:18

【摘要】：含氯挥发性有机化合物(CVOCs)广泛应用于各类化工生产过程中,是造成大气环境主要污染物之一。催化燃烧是目前治理CVOCs高效、节能的技术之一。论文以过渡金属Ni和V制备的双金属氧化物催化剂为研究对象,以二氯甲烷作为CVOCs的特征污染物,考察了催化剂对二氯甲烷的催化性能以及对HCl的选择性,并用BET(specific surface area,比表面积)、XRD(X-ray diffraction,X射线衍射)、SEM(scanning electron microscope,扫描电镜)等手段表征催化剂织构和物理化学特性。以Al2O3、ZrO2和TiO2(具有不同晶相结构)为载体制备了Ni-V双金属氧化物为活性组分的催化剂。实验结果表明,分别以Al2O3和TiO2(500℃焙烧且具有锐钛矿晶相)为载体,负载10%质量分数的Ni-V活性组分(其中Ni、V摩尔比为1,下同)的催化剂具有最佳的催化活性和HCl选择性。Al2O3具有最高比表面积,TiO2(500℃)其次,且负载活性组分后表面形貌并未发生很大变化。由于焙烧温度升高使以Zr O2等为载体的催化剂易发生烧结,晶粒尺寸变大,催化剂表面出现NiV2O6晶相,比表面积大幅下降等变化大大降低了这些催化剂的活性以及脱氯性能。以TiO2为载体,考察了Ni-V/TiO2活性组分负载量的影响。实验发现,二氯甲烷转化率与活性组分负载量成反比,随着活性组分负载量增加比表面积反而变小,其催化活性降低,当活性组分负载量为1%和2%时,催化剂对二氯甲烷具有最佳的催化活性、HCl选择性和稳定性。活性组分负载量增加堵塞了催化剂孔道,减少了单位面积活性位点的数量,降低了催化剂的脱氯性能,导致了催化剂失活。以Ni-V/TiO2粉末催化剂的研究为基础,采用原位涂覆技术制备Ni-V/TiO2/堇青石整体催化剂,考察不同TiO2涂覆量和Ni-V负载量对二氯甲烷转化率的影响。其中2%-NiV/10%-TiO2/堇青石表现出了最佳的催化性能,且对CO2和HCl具有很好的选择性。
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TQ426;X701

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