超重力法制备分子筛负载型催化剂及催化燃烧VOCs
发布时间：2021-10-02 06:12
挥发性有机化合物（VOCs）作为空气污染的主要来源已引起全世界的广泛关注,消除VOCs常见的方法有吸附、吸收、冷凝、催化燃烧、膜分离等,由于催化燃烧具有效率高、能耗低且无二次污染等优点,被认为是消除VOCs较为有效的方法。为此,催化燃烧催化剂的制备引起人们更多的关注。催化燃烧关键在于催化剂催化活性,其活性除涉及到催化活性组分等因素外,也受催化剂的制备方法与技术影响。超重力技术可用于液固吸附过程强化活性组分与载体之间的传质作用并使活性组分溶液分散均匀。考虑到制备方法的影响以及载体与活性组分的吸附过程,基于超重力技术的优点,采用超重力技术制备CuMn/ZSM-5-Higee催化剂,对比普通浸渍法制备的CuMn/ZSM-5-Traditional,考察不同方法制备的催化剂的催化活性。研究结果表明:CuMn/ZSM-5-Higee相比CuMn/ZSM-5-Traditional具有更好的催化活性,在270℃时,对甲苯转化率即达98%。超重力技术制备的负载型催化剂活性组分负载量较高,分散性较好,具有更好的低温催化活性。随着旋转填料床超重力因子的增大,活性组分负载量逐渐增多;随着活性组分流量增大,...
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
浸渍法生产工艺示意图
中北大学学位论文12图1.2沉淀法生产工艺示意图值得一提的是共沉淀法制备催化剂要求活性组分溶液为过饱和溶液，催化剂制备过程即为一种晶体析出过程，过饱和活性组分溶液在加入沉淀剂后形成晶体微颗粒，逐步形成晶核，溶质在晶核上成长，结晶析出。沉淀法制备催化剂关键在于沉淀剂的选择，催化剂催化互相依赖于沉淀操作，沉淀操作影响催化剂的孔结构、比表面积及晶型。沉淀剂包括碳酸盐、有机酸及碱类化合物，常用的催化剂要求易溶于水且生成沉淀物难溶于水，同时活性组分溶液中金属阳离子全部沉淀析出。Wen等人[106]通过共沉淀法制备FeCo-Al2O3催化剂催化燃烧用于甲烷催化分解生成碳纳米管，实验结果表明共沉淀法制备的催化剂其表面活性组分含量最高，但共沉淀法工艺复杂，能耗较大，且沉淀剂选择用量均有严格要求，沉淀速率即晶型成长难以控制，工业上较少采用此方法制备生产催化剂。催化剂制备技术依据经济效益、社会效益、环境效益及高效催化活性原则，逐渐兴起机械混合法、离子交换法、溶胶-凝胶法等。机械混合法是将各组分活性组分金属盐依据所需比例配置成浆料经干燥成型活化处理后制得的催化剂，例如合成气制甲醇用催化剂制备过程为将一定比例的氧化铬和氧化锌混合为均匀浆料，加入少许石墨及铬酐调配结构，经压片机成型后干燥焙烧即值得催化剂。离子交换法适用于特定载体，载体中含有可交换离子，通过离子交换将活性组分溶液中活性金属离子与载体离子进行交换，进而将活性组分负载于载体上，经洗涤、干燥、焙烧及活化处理制得催化剂。溶胶-凝
中北大学学位论文14图1.3超重力旋转填料床示意图1，8-气体进口；2-液体进口；3-液体分布器；4-超重力装置内腔；5-超重力装置外壳；6-液体出口；7-电机自超重力提出以来，以操作简单优化化工单元操作的优势受到了国内外学者的热捧。近年来超重力吸附技术处理废水展示出优良的处理效果。通过对超重力吸附技术吸附动力学的研究，发现液固传质过程在超重力环境下得到强化。当液体与高速旋转填料的吸附层相互接触时，接触面积增大，有效吸附位点增多，进而提高吸附速率。主要是由于超重力技术使得有效吸附位点增多，促进了吸附过程和传质过程。2000年，Lin等人[106]以柱状活性炭吸附低浓度碱性黄色染料，采用旋转填料床，研究发现超重力可以提高速率常数及扩散速率，同时把活性炭吸附低浓度碱性黄色染料及活性炭吸附活性橙进行了对比，研究表明超重力促进了物质吸附过程。2004年，Lin、Chen等人[107]以颗粒活性炭吸附乳化十二烷，采用旋转填料床，结果表明超重力可以强化传质，增大吸附速率，且在一定范围内，随着液体流量以及转速的增大传质系数也随之增大。2012年，Chang等人[108]以活性炭吸附处理甲氨叉威-有机烃的衍生物（250~500mg/L），研究结果表明：超重力旋转填料床提高了吸附位点的利用率，有效促进吸附扩散传质过程。2016年，武晓娜等人[109]以柱状活性炭吸附苯酚，采用旋转填
【参考文献】：
期刊论文
[1]浅谈生物法治理VOCs的研究现状[J]. 苗淳,张波,李越. 天津科技. 2017(10)
[2]VOCs控制与处理技术综述[J]. 王志伟,裴多斐,于丽平. 环境与发展. 2017(01)
[3]Pt/Co3O4/3DOM Al2O3:甲苯燃烧的高效催化剂（英文）[J]. 杨黄根,邓积光,刘雨溪,谢少华,徐鹏,戴洪兴. 催化学报. 2016(06)
[4]旋转填料床中活性炭吸附含酚废水研究[J]. 武晓娜,刘有智,焦纬洲. 含能材料. 2016(05)
[5]介孔硅材料及其负载型催化剂去除挥发性有机物的最新进展[J]. 张晓东,王吟,杨一琼,陈丹. 物理化学学报. 2015(09)
[6]Mn改性活性炭吸附VOCs性能[J]. 杨全,张俊香,杨俊. 环境工程学报. 2015(06)
[7]热力燃烧法处理电子元件厂VOCs研究[J]. 李春生. 广州化工. 2015(03)
[8]Preparation of hierarchical layer-stacking Mn-Ce composite oxide for catalytic total oxidation of VOCs[J]. 唐文翔,武晓峰,刘刚,李双德,李东艳,李文辉,陈运法. Journal of Rare Earths. 2015(01)
[9]国内工业固定源VOCs吸附-冷凝-溶剂回收技术[J]. 余国英. 海峡科学. 2013(08)
[10]DBE超微雾化吸收法结合纳米技术治理VOCs的技术研究[J]. 姜能座. 现代化工. 2013(06)
博士论文
[1]沸石分子筛负载Pt的挥发性有机物（VOCs）催化消除[D]. 陈春雨.浙江大学 2015
[2]活性炭吸附VOCs及其构效关系研究[D]. 宋剑飞.中南大学 2014
[3]多孔铁基和钒基氧化物催化剂的可控制备及消除有机污染物的催化性能[D]. 吉科猛.北京工业大学 2014
硕士论文
[1]分子筛负载过渡金属催化燃烧脱除一氯甲烷的研究[D]. 张博.北京化工大学 2013
[2]有机废气流化床焚烧处理试验研究[D]. 贾海龙.浙江大学 2006
本文编号：3418117
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
浸渍法生产工艺示意图
中北大学学位论文12图1.2沉淀法生产工艺示意图值得一提的是共沉淀法制备催化剂要求活性组分溶液为过饱和溶液，催化剂制备过程即为一种晶体析出过程，过饱和活性组分溶液在加入沉淀剂后形成晶体微颗粒，逐步形成晶核，溶质在晶核上成长，结晶析出。沉淀法制备催化剂关键在于沉淀剂的选择，催化剂催化互相依赖于沉淀操作，沉淀操作影响催化剂的孔结构、比表面积及晶型。沉淀剂包括碳酸盐、有机酸及碱类化合物，常用的催化剂要求易溶于水且生成沉淀物难溶于水，同时活性组分溶液中金属阳离子全部沉淀析出。Wen等人[106]通过共沉淀法制备FeCo-Al2O3催化剂催化燃烧用于甲烷催化分解生成碳纳米管，实验结果表明共沉淀法制备的催化剂其表面活性组分含量最高，但共沉淀法工艺复杂，能耗较大，且沉淀剂选择用量均有严格要求，沉淀速率即晶型成长难以控制，工业上较少采用此方法制备生产催化剂。催化剂制备技术依据经济效益、社会效益、环境效益及高效催化活性原则，逐渐兴起机械混合法、离子交换法、溶胶-凝胶法等。机械混合法是将各组分活性组分金属盐依据所需比例配置成浆料经干燥成型活化处理后制得的催化剂，例如合成气制甲醇用催化剂制备过程为将一定比例的氧化铬和氧化锌混合为均匀浆料，加入少许石墨及铬酐调配结构，经压片机成型后干燥焙烧即值得催化剂。离子交换法适用于特定载体，载体中含有可交换离子，通过离子交换将活性组分溶液中活性金属离子与载体离子进行交换，进而将活性组分负载于载体上，经洗涤、干燥、焙烧及活化处理制得催化剂。溶胶-凝
中北大学学位论文14图1.3超重力旋转填料床示意图1，8-气体进口；2-液体进口；3-液体分布器；4-超重力装置内腔；5-超重力装置外壳；6-液体出口；7-电机自超重力提出以来，以操作简单优化化工单元操作的优势受到了国内外学者的热捧。近年来超重力吸附技术处理废水展示出优良的处理效果。通过对超重力吸附技术吸附动力学的研究，发现液固传质过程在超重力环境下得到强化。当液体与高速旋转填料的吸附层相互接触时，接触面积增大，有效吸附位点增多，进而提高吸附速率。主要是由于超重力技术使得有效吸附位点增多，促进了吸附过程和传质过程。2000年，Lin等人[106]以柱状活性炭吸附低浓度碱性黄色染料，采用旋转填料床，研究发现超重力可以提高速率常数及扩散速率，同时把活性炭吸附低浓度碱性黄色染料及活性炭吸附活性橙进行了对比，研究表明超重力促进了物质吸附过程。2004年，Lin、Chen等人[107]以颗粒活性炭吸附乳化十二烷，采用旋转填料床，结果表明超重力可以强化传质，增大吸附速率，且在一定范围内，随着液体流量以及转速的增大传质系数也随之增大。2012年，Chang等人[108]以活性炭吸附处理甲氨叉威-有机烃的衍生物（250~500mg/L），研究结果表明：超重力旋转填料床提高了吸附位点的利用率，有效促进吸附扩散传质过程。2016年，武晓娜等人[109]以柱状活性炭吸附苯酚，采用旋转填
【参考文献】：
期刊论文
[1]浅谈生物法治理VOCs的研究现状[J]. 苗淳,张波,李越. 天津科技. 2017(10)
[2]VOCs控制与处理技术综述[J]. 王志伟,裴多斐,于丽平. 环境与发展. 2017(01)
[3]Pt/Co3O4/3DOM Al2O3:甲苯燃烧的高效催化剂（英文）[J]. 杨黄根,邓积光,刘雨溪,谢少华,徐鹏,戴洪兴. 催化学报. 2016(06)
[4]旋转填料床中活性炭吸附含酚废水研究[J]. 武晓娜,刘有智,焦纬洲. 含能材料. 2016(05)
[5]介孔硅材料及其负载型催化剂去除挥发性有机物的最新进展[J]. 张晓东,王吟,杨一琼,陈丹. 物理化学学报. 2015(09)
[6]Mn改性活性炭吸附VOCs性能[J]. 杨全,张俊香,杨俊. 环境工程学报. 2015(06)
[7]热力燃烧法处理电子元件厂VOCs研究[J]. 李春生. 广州化工. 2015(03)
[8]Preparation of hierarchical layer-stacking Mn-Ce composite oxide for catalytic total oxidation of VOCs[J]. 唐文翔,武晓峰,刘刚,李双德,李东艳,李文辉,陈运法. Journal of Rare Earths. 2015(01)
[9]国内工业固定源VOCs吸附-冷凝-溶剂回收技术[J]. 余国英. 海峡科学. 2013(08)
[10]DBE超微雾化吸收法结合纳米技术治理VOCs的技术研究[J]. 姜能座. 现代化工. 2013(06)
博士论文
[1]沸石分子筛负载Pt的挥发性有机物（VOCs）催化消除[D]. 陈春雨.浙江大学 2015
[2]活性炭吸附VOCs及其构效关系研究[D]. 宋剑飞.中南大学 2014
[3]多孔铁基和钒基氧化物催化剂的可控制备及消除有机污染物的催化性能[D]. 吉科猛.北京工业大学 2014
硕士论文
[1]分子筛负载过渡金属催化燃烧脱除一氯甲烷的研究[D]. 张博.北京化工大学 2013
[2]有机废气流化床焚烧处理试验研究[D]. 贾海龙.浙江大学 2006
本文编号：3418117
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