Ce催化剂的制备及其催化燃烧VOCs的性能研究

发布时间：2016-11-24 02:03

  本文关键词：Cu-Mn-Ce催化剂的制备及其催化燃烧VOCs的性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

《浙江工业大学》 2014年

Cu-Mn-Ce催化剂的制备及其催化燃烧VOCs的性能研究

孔娴鹇  

【摘要】：挥发性有机化合物(VOCs)已经成为目前主要的大气污染物之一,它不仅会造成大气光化学污染,而且会严重危害人类健康。催化燃烧法以其净化率高、起燃温度低、节省能源、工艺简单等特点而被认为是最有效的治理方法之一。本文研究了Cu-Mn-Ce三元复合氧化物的制备及其催化燃烧VOCs的性能,分析讨论了Cu-Mn-Ce三元复合氧化物催化剂反应机理和催化活性相。 论文首先采用溶胶-凝胶法制备了一系列不同Cu/Mn/Ce比的催化剂,考察不同Cu/Mn/Ce比例催化剂对甲苯的催化燃烧活性的影响。研究表明,Cu-Mn-Ce三元复合氧化物相比于Cu-Mn和Cu-Ce催化剂拥有更好的催化燃烧活性,随着Mn不断被Ce取代,催化剂的低温活性明显提高。其中,Cu1Mn2Ce4催化剂表现出最佳的性能,在220℃时,可使甲苯完全燃烧,相比于Cu1Mn6降低了40℃,在相同空速下已经达到并且优于贵金属Pt,Pd的催化性能。 热稳定性是催化剂的重要性能之一,为了进一步提高Cu-Mn-Ce复合氧化物催化剂的热稳定性,论文还研究了La元素不同掺杂方式对Cu-Mn-Ce三元复合氧化物催化燃烧性能的影响,考察了不同La/Ce比对催化剂燃烧活性的影响。研究结果表明,在Cu-Mn-Ce催化剂中La元素的掺杂大大提高了其高温热稳定性。 实验采用XRD, BET, H2-TPR和XPS等方法对Cu-Mn-Ce催化剂进行表征研究,在此基础上提出了如下机理：当Ce部分取代Mn后,Cu和Mn离子会进入Ce02晶格中,形成铈基固溶体,铈基固溶体氧缺陷位非常丰富,具有非常优良的氧传输性和还原性,作为催化剂的供氧中心。另外Cu, Mn在Ce02晶格溶解度具有一定的限度,因此没有溶解到Ce02晶格中的Cu, Mn离子会分散在Ce02表面,并形成Cu-Mn复合氧化物活性相,这个催化剂活性相具有很强的活化有机分子的能力,作为催化剂的氧化中心(脱氢)。甲苯分子在催化剂的作用下发生催化氧化,完成一个吸附脱氢、供氧、再生有效的Redox催化循环。

【关键词】：
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：X701;O643.3
【目录】：

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