纳米金催化剂催化氧化甲醛的研究

发布时间：2017-10-25 11:04

  本文关键词：纳米金催化剂催化氧化甲醛的研究

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【摘要】：随着建筑材料、墙壁胶水、板材和家具的大量使用,以及室内吸烟导致甲醛成为室内气体主要污染物,已经严重威胁到人们的身体健康。催化氧化法被认为是最为理想的甲醛去除方法。此方法没有二次污染、效率高、处理完全,且对低浓度的甲醛气体处理极为有效。因此,本论文研究工作分别以Ti O_2、CeO_2、FeO_x为助剂,Al_2O_3为载体,采用等体积浸渍法制备了各种负载型Au催化剂,考察了各助剂对Au的颗粒大小、分布及催化剂催化氧化甲醛能力的影响。除此之外,还通过掺杂Co、Pt、Ag金属元素对Au催化剂进行改性,从而研究这三种元素对Au催化剂性能的影响。具体研究结果如下:1 TiO_2、CeO_2、FeO_x助剂掺杂对Au/Al_2O_3催化甲醛氧化的影响。对于甲醛氧化反应,助剂对Au/Al_2O_3的甲醛转化率有较大影响。助剂负载量的不同对金催化剂的反应活性具有不同程度的影响。结果表明,随着Ti O_2负载量的增加,催化剂比表面积逐渐减小,催化氧化甲醛的能力逐渐减弱。随着CeO_2分散度的增加,CeO_2晶粒尺寸和样品催化剂比表面积逐渐减小,活性先升高后随之降低。其中Au/3%CeO_2/Al_2O_3催化剂表现出最好的室温催化氧化能力。FeO_x助剂的掺杂使金催化剂催化活性明显提高,其中Au/1%FeO_x/Al_2O_3催化剂表现出最佳的催化甲醛氧化活性,完全转化率可达83%。催化活性顺序为:Au/FeO_x/Al_2O_3Au/CeO_2/Al_2O_3Au/Al_2O_3Au/Ti O_2/Al_2O_3。2 Au负载量对Au/FeO_x/Al_2O_3和Au/FeO_x-CeO_2/Al_2O_3复合催化剂活性的影响随着Au含量的增加,这两种系列催化剂的催化活性逐渐提高。通过对催化活性和经济性两方面综合考虑,1%Au/1%FeO_x-3%CeO_2/Al_2O_3催化剂最为理想,其转化率在93%左右,对于室内空气净化具有非常好的潜在应用前景。3 M(M=Co、Pt、Ag)的掺杂对Au/FeO_x-CeO_2/Al_2O_3复合催化剂催化甲醛氧化的影响通过前面研究已证实Au/FeO_x-CeO_2/Al_2O_3对甲醛的催化氧化能够表现出最佳活性。本实验的目的是观察Co、Pt、Ag的掺杂对Au/FeO_x-CeO_2/Al_2O_3催化剂催化氧化甲醛的能力的影响,并利用各种技术手段对催化剂进行表征分析。
【关键词】：甲醛 金催化剂 FeO_x CeO_2 Al_2O_3
【学位授予单位】：烟台大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O643.36
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 1 文献综述10-26
• 1.1 研究背景10
• 1.2 甲醛的来源及危害10-12
• 1.2.1 室内甲醛的来源10-11
• 1.2.2 甲醛的危害11-12
• 1.3 国内外治理室内甲醛污染研究进展12-20
• 1.3.1 吸附法12-14
• 1.3.2 植物净化法14
• 1.3.3 等离子体技术14-15
• 1.3.4 化学反应法15
• 1.3.5 光催化氧化技术15-16
• 1.3.6 催化氧化技术16-20
• 1.4 金催化剂的制备研究20-25
• 1.4.1 催化剂制备方法和条件20-23
• 1.4.2 载体23-25
• 1.5 研究目的和意义25-26
• 2 实验部分26-36
• 2.1 实验试剂及仪器26-28
• 2.1.1 实验试剂26-27
• 2.1.2 实验气体27
• 2.1.3 实验仪器27-28
• 2.2 甲醛装置28
• 2.3 乙酰丙酮分光光度法28-32
• 2.3.1 实验方法所用试剂及仪器28-30
• 2.3.2 实验原理30
• 2.3.3 标准曲线的绘制30-32
• 2.4 气相色谱法32-33
• 2.5 催化剂制备33
• 2.5.1 复合载体的制备33
• 2.5.2 金催化剂制备33
• 2.6 催化剂的表征33-36
• 2.6.1 XRD表征手段33-34
• 2.6.2 BET表征技术34
• 2.6.3 TEM表征技术34-36
• 3 Au/MO_x/Al_2O_3(MO_x=TiO_2、FeO_x、CeO_2)催化剂室温催化氧化甲醛36-48
• 引言36-37
• 3.1 催化剂表征结果37-42
• 3.1.1 XRD表征结果37-40
• 3.1.2 BET表征结果40
• 3.1.3 TEM表征结果40-42
• 3.2 催化剂活性评价42-45
• 3.3 小结45-48
• 4 Au含量对纳米金催化剂催化甲醛氧化的影响48-58
• 引言48
• 4.1 催化剂表征48-53
• 4.1.1 XRD表征结果48-50
• 4.1.2 BET表征结果50-51
• 4.1.3 TEM表征结果51-53
• 4.2 催化剂活性评价53-55
• 4.3 催化剂稳定性检测55-56
• 4.4 小结56-58
• 5 Au-M/FeO_x-CeO_2/Al_2O_3(M=Pt、Co、Ag)对甲醛的室温催化氧化研究58-64
• 引言58-59
• 5.1 合金催化剂的制备59
• 5.2 催化剂表征59-62
• 5.2.1 XRD表征结果59-60
• 5.2.2 BET表征结果60
• 5.2.3 TEM表征结果60-62
• 5.3 催化剂活性评价62-63
• 5.4 小结63-64
• 结论64-66
• 展望66-68
• 参考文献68-78
• 致谢78-80
• 作者简介80-82
• 攻读学位期间发表的学术论文82-84

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本文编号：1093411