喷洒制备整体金属基催化剂及其催化燃烧VOCs性能
发布时间：2022-09-30 20:29
催化燃烧是一种消除挥发性有机化合物（VOCs）的有效方法,因为它能耗低、NOx排放量低、去除效率高且适应性强。整体催化剂由于良好的耐磨性以及在高气流下低压降的特点,因此被广泛用作燃烧催化剂。其中金属基体由于机械强度高、导电导热性能优异,制造成本低等特点,因此是一种优良的整体载体。但是目前整体金属基催化剂制备过程繁琐,涂层制备技术复杂且牢固度差。此外,传统的催化燃烧技术需要外加热源,使得催化反应启动速度慢。因此,研究和开发一种制备方法简单、涂层粘着强度高且燃烧反应启动快的整体金属基催化剂具有重要的现实意义。论文采用溶剂热法,以贵金属盐为前驱体,油胺和油酸为表面活性剂和溶剂制备了单分散的Pt纳米粒子胶体溶液,创新地使用喷洒技术将贵金属纳米溶胶粒子均匀负载到FeCrAl纤维毡（经纯氧气氛950℃处理3 h）上制备得到负载量为0.1 wt%的FeCrAl纤维毡整体催化剂。这种简单的喷洒技术可以实现活性组分的任意负载,而且也可充分利用反应器的空间。制备的整体催化剂表现出优良的催化活性及稳定性,能够在260℃的温度下将甲苯完全转化为CO2和H2...
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
1.1 引言
1.2 催化燃烧技术简介
1.3 整体式燃烧催化剂载体的选择
1.4 金属基体表面的预处理
1.4.1 酸碱腐蚀法
1.4.2 高温氧化法
1.5 金属基体表面涂层的制备方法
1.5.1 溶胶-凝胶法
1.5.2 电泳沉积法
1.5.3 阳极氧化法
1.5.4 水蒸气氧化法
1.6 整体金属基催化剂的制备方法
1.6.1 浸渍法
1.6.2 涂覆法
1.7 贵金属纳米粒子的制备方法
1.7.1 化学还原法
1.7.2 种晶生长法
1.7.3 模板法
1.7.4 溶胶-凝胶法
1.7.5 溶剂热法
1.8 本课题的研究意义与内容
1.8.1 研究意义
1.8.2 研究内容
第二章 实验部分
2.1 主要实验药品及仪器
2.1.1 主要实验药品
2.1.2 实验仪器设备
2.2 催化剂的活性评价
2.2.1 整体纤维毡催化剂活性评价
2.2.2 整体电致热金属丝催化剂活性评价
2.3 催化剂的表征
2.3.1 扫描电镜(SEM)
2.3.2 透射电镜(TEM)
2.3.3 X射线粉末衍射(XRD)
2.3.4 涂层及整体催化剂的牢固度测试
第三章 纳米溶胶喷洒技术制备 Pt/FeCrAl 纤维毡整体催化剂
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 催化剂的制备
3.2.2 催化剂的活性评价
3.2.3 催化剂的表征
3.3 结果与讨论
3.3.1 TEM表征
3.3.2 SEM表征
3.3.3 XRD表征
3.3.4 催化燃烧甲苯活性测试
3.3.5 催化燃烧其他VOCs性能测试
3.3.6 空速的影响
3.3.7 催化剂稳定性测试
3.4 本章小结
第四章 整体电致热金属丝催化剂催化燃烧VOCs性能研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 催化剂的制备
4.2.2 催化剂的活性评价
4.2.3 催化剂的表征
4.3 结果与讨论
4.3.1 TEM表征
4.3.2 SEM 与 EDS 表征
4.3.3 FeCrAl 金属基体电致热特性研究
4.3.4 整体催化剂催化燃烧性能测试
4.3.5 空速的影响
4.3.6 负载量的影响
4.3.7 催化剂稳定性测试
4.3.8 放大实验
4.4 本章小结
第五章 整体电致热金属丝催化剂的应用
5.1 前言
5.2 实验部分
5.2.1 催化剂的制备
5.2.2 催化剂的活性评价
5.3 结果与讨论
5.3.1 催化燃烧烃类VOCs
5.3.2 催化燃烧含氧类VOCs
5.3.3 催化燃烧含杂原子类VOCs
5.4 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
攻读硕士期间发表的论文和专利
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]添加铈对Cu-Co-O催化剂催化燃烧VOCs性能影响[J]. 张悦,刘志英,李溪,钱红雅,于鹏,徐炎华. 中国环境科学. 2017(06)
[2]钌基催化剂催化的气固相反应（英文）[J]. 施文博,刘霄龙,曾俊淋,王健,魏耀东,朱廷钰. 催化学报. 2016(08)
[3]有序多孔过渡金属氧化物及其负载贵金属催化剂对挥发性有机物氧化的催化性能（英文）[J]. 刘雨溪,邓积光,谢少华,王治伟,戴洪兴. 催化学报. 2016(08)
[4]Cerium,manganese and cerium/manganese ceramic monolithic catalysts.Study of VOCs and PM removal[J]. COLMAN-LERNER Esteban,PELUSO Miguel Andrés,SAMBETH Jorge,THOMAS Horacio. Journal of Rare Earths. 2016(07)
[5]含氯有机废气催化燃烧催化剂的研究进展[J]. 张细雄,陈晓,豆囥. 轻工科技. 2016(07)
[6]钯/铁铬铝烧结毡整体催化剂表征及对甲苯催化性能研究[J]. 李永峰,肖月,文武,高敏,余倩,余林. 无机盐工业. 2014(12)
[7]VOC的排放以及控制措施和建议[J]. 邓睿,周飞,唐江,胡亚雄,楚英豪. 材料导报. 2014(S2)
[8]催化燃烧法处理挥发性有机化合物研究进展[J]. 牛茜,李兵,徐校良,王小军,陈英文,祝社民,沈树宝. 现代化工. 2013(11)
[9]Ce-Ni-Mn-O复合氧化物催化剂催化燃烧苯的性能研究[J]. 李兵,王志良,吴海锁,黄琼,严小康,陈英文,沈树宝. 功能材料. 2013(10)
[10]VOCs排放、污染以及控制对策[J]. 马超,薛志钢,李树文,陈振兴,马京华,刘妍. 环境工程技术学报. 2012(02)
博士论文
[1]低温催化燃烧VOCs的复合氧化物催化剂活性、稳定性及整体化研究[D]. 卢晗锋.浙江工业大学 2009
硕士论文
[1]贵金属（Au/Ag/Pd）纳米粒子的制备及其电催化甲醇氧化的性能研究[D]. 赵鹤桐.吉林大学 2016
[2]贵金属Au及其核壳结构纳米粒子的制备与SERS性能研究[D]. 李文鹏.青岛科技大学 2014
[3]Pt，Rh，Pd，Au/Rh及Pd@SiO2纳米粒子的制备及表征[D]. 黑会霄.北京工业大学 2012
[4]整体金属丝网型钙钛矿催化剂制备及其催化燃烧VOCs特性[D]. 谢晶.浙江工业大学 2007
本文编号：3684225
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
1.1 引言
1.2 催化燃烧技术简介
1.3 整体式燃烧催化剂载体的选择
1.4 金属基体表面的预处理
1.4.1 酸碱腐蚀法
1.4.2 高温氧化法
1.5 金属基体表面涂层的制备方法
1.5.1 溶胶-凝胶法
1.5.2 电泳沉积法
1.5.3 阳极氧化法
1.5.4 水蒸气氧化法
1.6 整体金属基催化剂的制备方法
1.6.1 浸渍法
1.6.2 涂覆法
1.7 贵金属纳米粒子的制备方法
1.7.1 化学还原法
1.7.2 种晶生长法
1.7.3 模板法
1.7.4 溶胶-凝胶法
1.7.5 溶剂热法
1.8 本课题的研究意义与内容
1.8.1 研究意义
1.8.2 研究内容
第二章 实验部分
2.1 主要实验药品及仪器
2.1.1 主要实验药品
2.1.2 实验仪器设备
2.2 催化剂的活性评价
2.2.1 整体纤维毡催化剂活性评价
2.2.2 整体电致热金属丝催化剂活性评价
2.3 催化剂的表征
2.3.1 扫描电镜(SEM)
2.3.2 透射电镜(TEM)
2.3.3 X射线粉末衍射(XRD)
2.3.4 涂层及整体催化剂的牢固度测试
第三章 纳米溶胶喷洒技术制备 Pt/FeCrAl 纤维毡整体催化剂
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 催化剂的制备
3.2.2 催化剂的活性评价
3.2.3 催化剂的表征
3.3 结果与讨论
3.3.1 TEM表征
3.3.2 SEM表征
3.3.3 XRD表征
3.3.4 催化燃烧甲苯活性测试
3.3.5 催化燃烧其他VOCs性能测试
3.3.6 空速的影响
3.3.7 催化剂稳定性测试
3.4 本章小结
第四章 整体电致热金属丝催化剂催化燃烧VOCs性能研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 催化剂的制备
4.2.2 催化剂的活性评价
4.2.3 催化剂的表征
4.3 结果与讨论
4.3.1 TEM表征
4.3.2 SEM 与 EDS 表征
4.3.3 FeCrAl 金属基体电致热特性研究
4.3.4 整体催化剂催化燃烧性能测试
4.3.5 空速的影响
4.3.6 负载量的影响
4.3.7 催化剂稳定性测试
4.3.8 放大实验
4.4 本章小结
第五章 整体电致热金属丝催化剂的应用
5.1 前言
5.2 实验部分
5.2.1 催化剂的制备
5.2.2 催化剂的活性评价
5.3 结果与讨论
5.3.1 催化燃烧烃类VOCs
5.3.2 催化燃烧含氧类VOCs
5.3.3 催化燃烧含杂原子类VOCs
5.4 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
攻读硕士期间发表的论文和专利
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]添加铈对Cu-Co-O催化剂催化燃烧VOCs性能影响[J]. 张悦,刘志英,李溪,钱红雅,于鹏,徐炎华. 中国环境科学. 2017(06)
[2]钌基催化剂催化的气固相反应（英文）[J]. 施文博,刘霄龙,曾俊淋,王健,魏耀东,朱廷钰. 催化学报. 2016(08)
[3]有序多孔过渡金属氧化物及其负载贵金属催化剂对挥发性有机物氧化的催化性能（英文）[J]. 刘雨溪,邓积光,谢少华,王治伟,戴洪兴. 催化学报. 2016(08)
[4]Cerium,manganese and cerium/manganese ceramic monolithic catalysts.Study of VOCs and PM removal[J]. COLMAN-LERNER Esteban,PELUSO Miguel Andrés,SAMBETH Jorge,THOMAS Horacio. Journal of Rare Earths. 2016(07)
[5]含氯有机废气催化燃烧催化剂的研究进展[J]. 张细雄,陈晓,豆囥. 轻工科技. 2016(07)
[6]钯/铁铬铝烧结毡整体催化剂表征及对甲苯催化性能研究[J]. 李永峰,肖月,文武,高敏,余倩,余林. 无机盐工业. 2014(12)
[7]VOC的排放以及控制措施和建议[J]. 邓睿,周飞,唐江,胡亚雄,楚英豪. 材料导报. 2014(S2)
[8]催化燃烧法处理挥发性有机化合物研究进展[J]. 牛茜,李兵,徐校良,王小军,陈英文,祝社民,沈树宝. 现代化工. 2013(11)
[9]Ce-Ni-Mn-O复合氧化物催化剂催化燃烧苯的性能研究[J]. 李兵,王志良,吴海锁,黄琼,严小康,陈英文,沈树宝. 功能材料. 2013(10)
[10]VOCs排放、污染以及控制对策[J]. 马超,薛志钢,李树文,陈振兴,马京华,刘妍. 环境工程技术学报. 2012(02)
博士论文
[1]低温催化燃烧VOCs的复合氧化物催化剂活性、稳定性及整体化研究[D]. 卢晗锋.浙江工业大学 2009
硕士论文
[1]贵金属（Au/Ag/Pd）纳米粒子的制备及其电催化甲醇氧化的性能研究[D]. 赵鹤桐.吉林大学 2016
[2]贵金属Au及其核壳结构纳米粒子的制备与SERS性能研究[D]. 李文鹏.青岛科技大学 2014
[3]Pt，Rh，Pd，Au/Rh及Pd@SiO2纳米粒子的制备及表征[D]. 黑会霄.北京工业大学 2012
[4]整体金属丝网型钙钛矿催化剂制备及其催化燃烧VOCs特性[D]. 谢晶.浙江工业大学 2007
本文编号：3684225
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