負(fù)載銠整體式催化劑的CVOCs催化燃燒性能研究.pdf

1、近年來隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，各種環(huán)境問題也日益突出。揮發(fā)性有機(jī)化學(xué)物(VOCs)已經(jīng)成為環(huán)境污染的主要原因之一，其中含氯揮發(fā)性有機(jī)化學(xué)物(CVOCs)被視為優(yōu)控污染物。催化燃燒因凈化效率高和能耗低等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是最有效的CVOCs凈化方法之一，其核心是高效催化劑。目前常用催化劑主要為貴金屬(Pt、Pd、Au、Rh、Ru)催化劑和過渡金屬(V、Ce、Mn、Co、Cr、Cu)催化劑。此外，文獻(xiàn)報(bào)道中采用的多為粉體催化劑，主要研究催化劑結(jié)構(gòu)

2、與反應(yīng)性能之間的關(guān)系;而在實(shí)際應(yīng)用中一般采用整體式催化劑，由于其制備過程較為復(fù)雜，涉及到涂層和粘結(jié)劑等問題，因此反應(yīng)性能往往和相同組分的粉體催化劑存在較大差異。
　　本論文以實(shí)際應(yīng)用的整體催化劑為出發(fā)點(diǎn)，探索一種制備工藝簡(jiǎn)單、高效穩(wěn)定的整體式催化劑。結(jié)合貴金屬催化劑活性高和非貴金屬催化劑抗HCl/Cl2效果好等優(yōu)點(diǎn)，采用多組分的金屬催化劑，既能改善貴金屬催化劑的穩(wěn)定性和抗中毒性，又可以用非貴金屬部分替代貴金屬以降低貴金屬的用量。以

3、二氯甲烷和1,2-二氯乙烷為模型反應(yīng)物，探究催化劑對(duì)CVOCs的凈化效果，并通過系列表征手段，對(duì)活性與催化劑結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系進(jìn)行解釋。
　　具體內(nèi)容和結(jié)果如下:
　　1.以粉末Al2O3為載體，通過浸漬Rh(NO3)3制備Rh/Al2O3催化劑。再以Rh/Al2O3、Cr2O3和鋁膠經(jīng)過研磨混合制得催化劑活性漿料。將催化劑活性漿料涂覆到堇青石蜂窩陶瓷載體表面，經(jīng)烘干、焙燒制得不同Rh含量的Rh/Al2O3-Cr2O3系列整體式

4、催化劑。以二氯甲烷和1，2-二氯乙烷為模型反應(yīng)物，系統(tǒng)研究了載體性質(zhì)、焙燒溫度、貴金屬Rh的添加量對(duì)該類催化劑性能的影響，發(fā)現(xiàn)Rh負(fù)載量為0.4g/L的Rh/Al2O3-Cr2O3催化劑活性最佳，二氯甲烷和1，2-二氯乙烷在0.4Rh/Al2O3-Cr2O3-5整體式催化劑上的轉(zhuǎn)化率達(dá)到90％所需的溫度分別為372℃和368℃，且沒有含氯中間產(chǎn)物的生成，但反應(yīng)一段時(shí)間后存在失活現(xiàn)象，穩(wěn)定性較差。結(jié)合催化劑的XRD、H2-TPR、NH3-

5、TPD等表征結(jié)果，發(fā)現(xiàn)Rh的添加能增加催化劑的表面酸性和氧化還原性能，二者的協(xié)同作用提高了催化劑活性;而Cr2O3的存在有利于CH3Cl中間體的進(jìn)一步氧化從而提高了催化劑的選擇性。
　　2.按上述方法，改變催化劑的第二載體，以Rh/Al2O3、粉末CeO2和鋁膠經(jīng)過研磨混合制得催化劑活性漿料，再涂覆到堇青石蜂窩陶瓷載體表面，經(jīng)烘干、焙燒制得不同Rh含量的Rh/Al2O3-CeO2系列整體式催化劑。以二氯甲烷和1，2-二氯乙烷為模型

6、反應(yīng)物，系統(tǒng)研究了載體性質(zhì)、焙燒溫度、貴金屬Rh的添加量對(duì)該類催化劑性能的影響，發(fā)現(xiàn)Rh負(fù)載量為0.4g/L的Rh/Al2O3-CeO2催化劑活性最佳，且沒有含氯中間產(chǎn)物的生成，穩(wěn)定性好，但xRh/Al2O3-CeO2-5系列催化劑催化分解CH2Cl2的活性較xRh/Al2O3-Cr2O3-5系列催化劑差。結(jié)合催化劑的XRD、H2-TPR、NH3-TPD等表征結(jié)果，催化劑氧化分解CH2Cl2的性能是催化劑的酸性和氧化還原性協(xié)同作用的結(jié)果