锰基催化剂催化氧化甲苯性能及其氧物种循环过程的研究
发布时间：2021-01-10 11:48
挥发性有机物（VOCs）是一类主要的大气污染物,能够对人体健康及环境产生危害。催化氧化法是一种有效且环境友好的技术,广泛应用于工业废气中VOCs的去除。针对目前贵金属催化剂成本高、易失活等问题,开发相对廉价的非贵金属催化剂是该技术推广的关键。本论文以具有良好的储氧/放氧能力的锰氧化物为主要活性组分,利用分子筛多孔、大表面积特点促进活性组分的分散和污染物分子的吸附和扩散,研究载体形貌对锰氧化物结构及性能影响;系统、深入研究反应过程中氧物种及气相氧在催化剂中的迁移、转化和循环过程;并进一步探讨银掺杂的作用机制及其催化性能。具体研究内容及取得的研究结果如下:（1）研究锰氧化物对甲苯和丙酮的催化性能。研究发现,两种VOCs在锰氧化物上催化氧化反应中产物CO2选择性差别较大。甲苯完全转化温度为220℃,反应过程中CO2选择性均可达到80%以上,反应过程中生成少量苯甲酸和苯甲醛中间产物;而丙酮在140℃时转化率就达到100%,但在该温度下生成的CO2选择性只有3.6%,180℃时选择性提升至83%,220℃时达到1 00%,反应时大量丙酮在转化过程中生成醋酸盐类物质。相对丙酮催化氧化,催化剂中氧物...
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：133 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１?ＶＯＣｓ生成ＳＯＡ的机制【１４，１５］??Ｆｉｇ．?１．１?Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍ?ｏｆ?ＳＯＡ?ｆｒｏｍ?ＶＯＣｓ［１４’１５］??
?大连理工大学博士学位论文???高浓度的有机废气进一步净化处理［３１］。在催化氧化法中，催化剂的主要作用是降低反应??的能量、加快反应的进行，这就要求研究者构建和选择具有良好的反应活性和稳定性??造价适宜的催化剂，这也是催化氧化的核心部分。??ｍｍ＿ｒｎｒｎ．??丁?Ｏ?＋??＾??ｃｏ?勝雛?＋?Ｌ．，＾１??Ｔ＾ｏｏ＾ｃ?，?＋?Ｂｉ??＼??图１．３工业上燃烧工艺总结??Ｆｉｇ．?１．３?Ｓｕｍｍａｒｙ?ｏｆ?ｔｈｅｒｍａｌ?ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｆｏｒ?ｉｎｄｕｓｔｒｙ??１．２?ＶＯＣｓ催化氧化技术国内外研究进展??近年来，各国的研宂者们致力于ＶＯＣｓ催化氧化技术，利用不同的催化剂进行ＶＯＣｓ??的去除。常见的催化剂主要包括贵金属催化剂奶、？么六１１、六§等）、过渡金属催化剂（＼１｜１、??Ｆｅ、Ｃｏ等）及稀土金属催化剂（Ｃｅ等）。??研宄者对贵金属催化剂的研宄较早，并发现贵金属作为催化剂对ＶＯＣｓ的催化氧化??具有很好的效果，能在较低温度下使ＶＯＣｓ完全转化，能耗较校表１．１总结了常见贵??金属催化剂对ＶＯＣｓ的催化性能。在贵金属催化剂体系中，贵金属充当活性组分的角色，??因此ＶＯＣｓ催化反应大多在贵金属上和附近进行。通过研宄可以总结出，合适的金属粒??径以及较高的分散度可以有效提高贵金属催化剂的活性。虽然贵金属具有十分优异的催??化特性，但价格较昂贵，因此通常将少量的贵金属负载在氧化物上形成负载型催化剂，??既节约了成本，又能有效利用活性组分和载体的相互作用，提高催化剂对ＶＯＣｓ的反应??性能。??－５－??
应的进行，因此Ａｇ??对于催化氧化反应具有十分重大的作用，Ａｇ系催化剂的开发和应用对提高催化剂活性??和降低成本具有十分重要的意义。??ＭｅＯＨ??ｒｖ．?０，?０，??ｙ１？?Ｍｅｔｅ?？?Ｐ〇ｍｔ．ｎｅ?／?￣??ＵＡ?微齡?ｆ＼?Ｖ?ｓｐｅｃｉｅｓ?＾?＼??，、ｃｈ３?＾?ｃｉｌ?⑴?９?？ｏ＊??ＯＨ?０?ａ?ａ８?１?（）?Ｏ?ＯＨ?ｔ?＇?Ａｇ?１?—??Ｉ?ｃｚ＾＞?｜?Ｉ?Ｉ?Ｉ?（？〇??！］＞０?Ｈ２０?????Ｚｒ０２??图１．４?Ａｇ／Ｚｒ０２上甲醇氧化反应机理图［３６］??Ｆｉｇ．?１．４?Ｒｅａｃｔｉｏｎ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍ?ｏｖｅｒ?Ａｇ／ＺｒＣｈ?ｆｏｒ?ＭｅＯＨ?ｏｘｉｄａｔｉｏｎ［３６］??－８－??
本文编号：2968648
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：133 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１?ＶＯＣｓ生成ＳＯＡ的机制【１４，１５］??Ｆｉｇ．?１．１?Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍ?ｏｆ?ＳＯＡ?ｆｒｏｍ?ＶＯＣｓ［１４’１５］??
?大连理工大学博士学位论文???高浓度的有机废气进一步净化处理［３１］。在催化氧化法中，催化剂的主要作用是降低反应??的能量、加快反应的进行，这就要求研究者构建和选择具有良好的反应活性和稳定性??造价适宜的催化剂，这也是催化氧化的核心部分。??ｍｍ＿ｒｎｒｎ．??丁?Ｏ?＋??＾??ｃｏ?勝雛?＋?Ｌ．，＾１??Ｔ＾ｏｏ＾ｃ?，?＋?Ｂｉ??＼??图１．３工业上燃烧工艺总结??Ｆｉｇ．?１．３?Ｓｕｍｍａｒｙ?ｏｆ?ｔｈｅｒｍａｌ?ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｆｏｒ?ｉｎｄｕｓｔｒｙ??１．２?ＶＯＣｓ催化氧化技术国内外研究进展??近年来，各国的研宂者们致力于ＶＯＣｓ催化氧化技术，利用不同的催化剂进行ＶＯＣｓ??的去除。常见的催化剂主要包括贵金属催化剂奶、？么六１１、六§等）、过渡金属催化剂（＼１｜１、??Ｆｅ、Ｃｏ等）及稀土金属催化剂（Ｃｅ等）。??研宄者对贵金属催化剂的研宄较早，并发现贵金属作为催化剂对ＶＯＣｓ的催化氧化??具有很好的效果，能在较低温度下使ＶＯＣｓ完全转化，能耗较校表１．１总结了常见贵??金属催化剂对ＶＯＣｓ的催化性能。在贵金属催化剂体系中，贵金属充当活性组分的角色，??因此ＶＯＣｓ催化反应大多在贵金属上和附近进行。通过研宄可以总结出，合适的金属粒??径以及较高的分散度可以有效提高贵金属催化剂的活性。虽然贵金属具有十分优异的催??化特性，但价格较昂贵，因此通常将少量的贵金属负载在氧化物上形成负载型催化剂，??既节约了成本，又能有效利用活性组分和载体的相互作用，提高催化剂对ＶＯＣｓ的反应??性能。??－５－??
应的进行，因此Ａｇ??对于催化氧化反应具有十分重大的作用，Ａｇ系催化剂的开发和应用对提高催化剂活性??和降低成本具有十分重要的意义。??ＭｅＯＨ??ｒｖ．?０，?０，??ｙ１？?Ｍｅｔｅ?？?Ｐ〇ｍｔ．ｎｅ?／?￣??ＵＡ?微齡?ｆ＼?Ｖ?ｓｐｅｃｉｅｓ?＾?＼??，、ｃｈ３?＾?ｃｉｌ?⑴?９?？ｏ＊??ＯＨ?０?ａ?ａ８?１?（）?Ｏ?ＯＨ?ｔ?＇?Ａｇ?１?—??Ｉ?ｃｚ＾＞?｜?Ｉ?Ｉ?Ｉ?（？〇??！］＞０?Ｈ２０?????Ｚｒ０２??图１．４?Ａｇ／Ｚｒ０２上甲醇氧化反应机理图［３６］??Ｆｉｇ．?１．４?Ｒｅａｃｔｉｏｎ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍ?ｏｖｅｒ?Ａｇ／ＺｒＣｈ?ｆｏｒ?ＭｅＯＨ?ｏｘｉｄａｔｉｏｎ［３６］??－８－??
本文编号：2968648
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/gckjbs/2968648.html
