V2O5-TiO2-CNTs催化劑制備及其催化氯苯類有機(jī)污染物性能的研究.pdf

1、氯苯(CBs)類有機(jī)污染物是典型的持久性有機(jī)污染物(POPs)，已被列入《斯德哥爾摩公約》必須消除的名單中。催化燃燒技術(shù)可以在相對溫和的條件實(shí)現(xiàn)有機(jī)污染物的完全降解，是目前工業(yè)上具有較大應(yīng)用潛力的POPs控制技術(shù)，也是當(dāng)前工業(yè)廢氣凈化的研究熱點(diǎn)。本文以六氯苯為目標(biāo)污染物，以二氧化鈦(TiO2)和碳納米管(CNTs)為原料合成TiO2-CNTs復(fù)合載體，并浸漬負(fù)載活性組分V2O5制備V2O5/TiO2-CNTs。對催化劑的制備工藝進(jìn)行優(yōu)化

2、，系統(tǒng)地考察脫氯反應(yīng)的影響因素，并揭示負(fù)載型催化劑降解氯苯的機(jī)理。
　　首先系統(tǒng)考察了CNTs的純化和表面改性。采用SEM、XRD、FT-IR等手段對硝酸、硫酸改性前后CNTs的物質(zhì)結(jié)構(gòu)和表面性質(zhì)進(jìn)行分析。結(jié)果表明，碳納米管經(jīng)濃硝酸6h、120℃回流處理后，表面雜質(zhì)被去除;經(jīng)氧化刻蝕后CNTs兩端的端口被打開，石墨化程度加大，并引進(jìn)了-COOH、-OH等活性官能團(tuán)。
　　接著進(jìn)行了TiO2-CNTs復(fù)合載體制備工藝的優(yōu)化?？?/p>

3、察了碳納米管的含量、煅燒溫度、煅燒氛圍、干燥方式、表面活性劑等因素。通過BET、XRD、TEM等技術(shù)方法評估TiO2-CNTs材料的結(jié)構(gòu)及化學(xué)性質(zhì);研究結(jié)果表明，碳納米管含量為5％，在120℃鼓風(fēng)干燥后進(jìn)行450℃氮?dú)忪褵?h，表面活性劑可以增大復(fù)合載體TiO2-CNTs的分散度進(jìn)而增大比表面積并且可以增強(qiáng)其機(jī)械性能。在載體制備工藝優(yōu)化的基礎(chǔ)上，對V2O5/TiO2-CNTs催化材料的合成工藝進(jìn)行了優(yōu)化，探究釩含量、焙燒溫度、熱處理方式

4、等條件對V2O5/TiO2-CNTs性能的影響。采用XRD、XPS、BET、NH3-TPD等表征技術(shù)對其性能展開研究;實(shí)驗(yàn)表明，釩含量5％，在空氣氛圍、450℃煅燒4h可以制得具有高催化活性的V2O5/TiO2-CNTs催化材料。
　　對上述優(yōu)化制備的催化劑進(jìn)行了催化活性評價(jià)，考察水含量、氧氣含量、六氯苯初始濃度、目標(biāo)污染種類等反應(yīng)參數(shù)的影響。研究結(jié)果顯示，控制降解工況參數(shù)，V2O5/TiO2-CNTs對HCB的去除率可以達(dá)到90