玻纤瓦楞蜂窝催化剂的制备及其催化燃烧VOCs性能研究

发布时间：2017-11-04 12:00

  本文关键词：玻纤瓦楞蜂窝催化剂的制备及其催化燃烧VOCs性能研究

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【摘要】：挥发性有机化合物(VOCs)大部分具有毒性和致癌作用,作为大气的主要污染物之一,已受到广泛关注。目前国内外对于低浓度VOCs往往采用催化燃烧技术,其具有能耗低、无二次污染、处理温度低效果好等优势。针对市场上现有的金属蜂窝催化剂与陶瓷蜂窝催化剂载体比表面积小、涂层易脱落,以贵金属为活性组分催化剂成本高、易中毒等缺点,本课题提出以玻纤纸为第一载体,经卷纸、添加涂层、干燥、焙烧制备玻纤瓦楞蜂窝载体。采用浸渍法制备玻纤瓦楞蜂窝载体,通过探究涂层的前驱体、扩孔剂、制备工艺等条件,最终以自制铝溶胶为涂层,蔗糖为扩孔剂,陈化一天制得了比表面积高、有一定强度的玻纤瓦楞蜂窝载体。采用等体积浸渍法制备系列Cu/Al2O3-M催化剂,改变活性组分的负载量分别为5%、7.5%、10%、12.5%、15%,通过活性评价数据得出:Cu10/Al2O3-M活性最好,在乙酸乙酯进气浓度1802 mg/m3、常压、空速5000 h-1条件下,300℃时对乙酸乙酯的催化转化率达到100%。通过扫描电子显微镜(SEM)、低温氮吸附、X-射线衍射(XRD)、程序升温还原(H2-TPR)及程序升温脱附(乙酸乙酯-TPD)等方法对负载量不同Cu O的催化剂进行表征,并通过活性评价装置对催化剂进行活性评价。在筛选出性能较好的催化剂上,考察浓度、空速及VOCs种类对催化剂催化燃烧性能的影响。对优选出的最佳催化剂进行70h稳定性测试并对测试前后催化剂的BET、H2-TPR、乙酸乙酯-TPD等谱图进行对比。结果表明:对不同种类的VOCs,Cu10/Al2O3-M催化剂的催化燃烧性能有所不同;在一定范围内的乙酸乙酯进气浓度改变对催化剂的活性影响较小;相同温度下空速增加,乙酸乙酯的转化率降低,对于5000 h-1,10000 h-1,15000 h-1以及20000 h-1空速,乙酸乙酯完全燃烧的温度分别达到300℃,320℃,340℃,360℃;在70 h的稳定性测试中,Cu10/Al2O3-M催化剂对乙酸乙酯的催化燃烧活性基本能保持在99%以上。催化燃烧70 h后的Cu10/Al2O3-M催化剂的比表面积、H2-TPR还原峰温及乙酸乙酯化学吸附量几乎没有发生变化。
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O643.36

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本文编号：1139292