超（亞）臨界水法建構(gòu)復(fù)合金屬氧化物催化氧化揮發(fā)性有機(jī)物的研究.pdf

1、揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)是大氣中主要的污染物之一，催化氧化技術(shù)是目前被公認(rèn)的最具應(yīng)用前景的VOCs減排技術(shù)之一，具有處理效率高、能耗低以及無(wú)二次污染等特點(diǎn)。該技術(shù)的核心在于高性能催化材料的開(kāi)發(fā)。與單一組分的金屬氧化物催化材料相比，復(fù)合金屬氧化物表現(xiàn)出了更好的催化性能和應(yīng)用前景。有鑒于此，本論文基于一種新興的納米材料制備技術(shù)——連續(xù)式超（亞）臨界水納米材料制備技術(shù)（簡(jiǎn)稱CHFS）進(jìn)行了高性能復(fù)合金屬氧化物催化材料的制備研究，并探究了CHF

2、S技術(shù)對(duì)產(chǎn)物性質(zhì)以及對(duì)VOCs催化氧化性能的影響，以期為CHFS技術(shù)的應(yīng)用推廣和VOCs高效催化材料的開(kāi)發(fā)提供實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)和理論依據(jù)。
　　本文首先利用CHFS技術(shù)制得了Ce0.6Zr0.3La0.05Y0.05O2/AlOOH復(fù)合載體材料，并與共沉淀法比較，考察了不同制備方法對(duì)材料的形貌以及熱穩(wěn)定性的影響。研究發(fā)現(xiàn)，CHFS法能使鈰基顆粒較為均勻地分散在Al載體表面，從而有效提高了載體的熱穩(wěn)定性。基于該載體，本文分別利用CHFS法和

3、浸漬法進(jìn)行了貴金屬Pd的負(fù)載。結(jié)果表明，相比于浸漬法，CHFS法能更顯著地提高Pd在載體表面的分散度，并增強(qiáng)Pd與鈰基顆粒間的相互作用，從而使該材料在145℃左右就能基本實(shí)現(xiàn)甲苯的完全氧化。
　　其次，有鑒于CHFS技術(shù)在制備負(fù)載型材料中的優(yōu)勢(shì)，本文利用該制備技術(shù)制得了具有較高比表面積的負(fù)載型鈣鈦礦LaCoO3/MgO材料。通過(guò)與檸檬酸法比較，發(fā)現(xiàn)CHFS法能夠使LaCoO3與MgO間呈“承載式”的負(fù)載方式，這不僅提高了材料的抗燒

4、結(jié)能力，同時(shí)也增強(qiáng)了活性相與載體間的相互作用，使得Mg2+離子部分取代LaCoO3中的B位離子(Co3+)，進(jìn)一步促進(jìn)了其甲苯和甲烷的催化氧化性能?；钚詼y(cè)試表明，CHFS法制備的LaCoO3/MgO材料分別在240℃與521℃就基本實(shí)現(xiàn)了甲苯與甲烷的完全氧化。
　　在制得LaCoO3/MgO材料的基礎(chǔ)上，本文利用CHFS法進(jìn)一步對(duì)LaCoO3中的A位(La3+)進(jìn)行了摻雜改性，經(jīng)篩選摻雜離子以及優(yōu)化添加量后，制得了高性能的La0.

5、9Ca0.1CoO3/MgO材料。研究了Ca和Mg元素同時(shí)摻雜對(duì)材料性質(zhì)以及催化氧化性能的影響。結(jié)果表明，Ca和Mg同時(shí)摻雜有助于同面催化氧化反應(yīng)(suprafacial reaction process)的進(jìn)行，但對(duì)界面催化氧化反應(yīng)(intrafacial reactionprocess)有一定的抑制作用。
　　鑒于上述鈣鈦礦氧化物仍需進(jìn)行后續(xù)的高溫焙燒才能獲得純相，導(dǎo)致比表面積下降，影響其催化性能。本文在最后通過(guò)改進(jìn)混合反應(yīng)器