Pt-Pd双金属负载型催化剂低温催化氧化甲苯
发布时间：2023-11-21 19:20
挥发性有机污染物(VOCs)是一类对人体和环境有着严重危害的大气污染物,控制消减VOCs对我国大气环境治理有着重要意义。催化燃烧技术是目前最常见的VOCs末端治理措施之一,而催化燃烧普遍存在反应温度高、催化剂易失活、过程能耗高等问题,因此开展低温催化氧化具有迫切的现实需求。低温催化氧化的关键在于催化剂的设计开发,本研究重点开发双金属复合催化剂以期降低催化氧化的反应温度。本研究制备了Pt Pd/Ce O2和Pt Pd/Ti O2催化剂,并用于甲苯催化氧化反应,考察了两种金属比例、煅烧温度和煅烧时间等制备条件对催化性能的影响,考察了催化剂的稳定性。通过对催化剂进行XRD、XPS、BET、ESEM、TEM和ICP-OES等表征,揭示催化剂的结构与甲苯降解性能间关系。主要研究内容如下:优化PtPd/Ce O2催化剂的制备条件,在金属摩尔比为Pt:Pd=3:1,煅烧温度为600℃,煅烧时间为4 h时,具有最佳的甲苯降解性能,在130℃的反应温度下甲苯转化率为92.8%。测试了Pt3Pd1...
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 VOCs的来源及危害
1.2 VOCs的治理技术
1.3 催化燃烧研究进展
1.3.1 单金属纳米催化剂
1.3.2 金属氧化物催化剂
1.3.3 双金属纳米催化剂
1.4 单原子催化剂研究进展
1.5 富含氧缺陷的金属氧化物研究进展
1.6 影响催化活性的因素
1.7 本课题研究内容及其意义
1.8 本课题研究技术路线图
第2章 实验部分
2.1 实验仪器及试剂
2.1.1 实验试剂
2.1.2 实验仪器
2.2 催化剂的制备方法
2.2.1 PtPd/CeO2的制备方法
2.2.2 PtPd/TiO2的制备方法
2.3 催化剂活性评价
2.4 催化剂表征方法
2.4.1 X射线衍射仪(XRD)
2.4.2 比表面及孔径分析仪(BET)
2.4.3 X射线光电子能谱(XPS)
2.4.4 环境扫描电子显微镜(ESEM)
2.4.5 电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)
2.4.6 场发射透射电子显微镜(TEM)
2.4.7 氢气-程序还原升温测试(H2-TPR)
2.4.8 X射线能谱(EDS)
2.4.9 球差校正透射电子显微镜(AC-STEM)
第3章 PtPd/CeO2催化剂对甲苯催化氧化性能的研究
3.1 活性评价
3.1.1 不同金属比例的影响
3.1.2 不同煅烧温度的影响
3.1.3 不同煅烧时间的影响
3.1.4 工艺条件的优化
3.1.5 催化稳定性实验和循环次数实验
3.2 Pt3Pd1/Ce O2催化剂表征分析
3.2.1 XRD表征结果
3.2.2 BET表征结果
3.2.3 XPS表征结果
3.2.4 H2-TPR表征结果
3.2.5 ESEM表征结果
3.2.6 TEM表征结果
3.2.7 ICP-OES表征结果
3.2.8 EDS表征结果
3.3 本章小结
第4章 PtPd/TiO2催化剂对甲苯催化氧化性能的研究
4.1 活性评价
4.1.1 不同金属比例的影响
4.1.2 煅烧温度的影响
4.1.3 煅烧时间的影响
4.1.4 不同TiO2载体粒径大小的影响
4.1.5 工艺条件的优化
4.1.6 催化稳定性和循环次数试验
4.2 Pt3Pd1/TiO2催化剂表征分析
4.2.1 XRD表征结果
4.2.2 BET表征结果
4.2.3 XPS表征结果
4.2.4 H2-TPR表征结果
4.2.5 ESEM表征结果
4.2.6 TEM表征结果
4.2.7 ICP-OES表征结果
4.2.8 EDS表征结果
4.2.9 AC-STEM表征结果
4.3 反应动力学的研究
4.3.1 速率方程
4.3.2 三种VOCs催化氧化动力学模型
4.3.3 反应动力学实验方案
4.3.4 反应动力学实验结果
4.3.5 催化活性来源探究
4.4 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 研究结论
5.2 不足之处与展望
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢
本文编号：3865835
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
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摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 VOCs的来源及危害
1.2 VOCs的治理技术
1.3 催化燃烧研究进展
1.3.1 单金属纳米催化剂
1.3.2 金属氧化物催化剂
1.3.3 双金属纳米催化剂
1.4 单原子催化剂研究进展
1.5 富含氧缺陷的金属氧化物研究进展
1.6 影响催化活性的因素
1.7 本课题研究内容及其意义
1.8 本课题研究技术路线图
第2章 实验部分
2.1 实验仪器及试剂
2.1.1 实验试剂
2.1.2 实验仪器
2.2 催化剂的制备方法
2.2.1 PtPd/CeO2的制备方法
2.2.2 PtPd/TiO2的制备方法
2.3 催化剂活性评价
2.4 催化剂表征方法
2.4.1 X射线衍射仪(XRD)
2.4.2 比表面及孔径分析仪(BET)
2.4.3 X射线光电子能谱(XPS)
2.4.4 环境扫描电子显微镜(ESEM)
2.4.5 电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)
2.4.6 场发射透射电子显微镜(TEM)
2.4.7 氢气-程序还原升温测试(H2-TPR)
2.4.8 X射线能谱(EDS)
2.4.9 球差校正透射电子显微镜(AC-STEM)
第3章 PtPd/CeO2催化剂对甲苯催化氧化性能的研究
3.1 活性评价
3.1.1 不同金属比例的影响
3.1.2 不同煅烧温度的影响
3.1.3 不同煅烧时间的影响
3.1.4 工艺条件的优化
3.1.5 催化稳定性实验和循环次数实验
3.2 Pt3Pd1/Ce O2催化剂表征分析
3.2.1 XRD表征结果
3.2.2 BET表征结果
3.2.3 XPS表征结果
3.2.4 H2-TPR表征结果
3.2.5 ESEM表征结果
3.2.6 TEM表征结果
3.2.7 ICP-OES表征结果
3.2.8 EDS表征结果
3.3 本章小结
第4章 PtPd/TiO2催化剂对甲苯催化氧化性能的研究
4.1 活性评价
4.1.1 不同金属比例的影响
4.1.2 煅烧温度的影响
4.1.3 煅烧时间的影响
4.1.4 不同TiO2载体粒径大小的影响
4.1.5 工艺条件的优化
4.1.6 催化稳定性和循环次数试验
4.2 Pt3Pd1/TiO2催化剂表征分析
4.2.1 XRD表征结果
4.2.2 BET表征结果
4.2.3 XPS表征结果
4.2.4 H2-TPR表征结果
4.2.5 ESEM表征结果
4.2.6 TEM表征结果
4.2.7 ICP-OES表征结果
4.2.8 EDS表征结果
4.2.9 AC-STEM表征结果
4.3 反应动力学的研究
4.3.1 速率方程
4.3.2 三种VOCs催化氧化动力学模型
4.3.3 反应动力学实验方案
4.3.4 反应动力学实验结果
4.3.5 催化活性来源探究
4.4 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 研究结论
5.2 不足之处与展望
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢
本文编号：3865835
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