鋯摻雜的CeO2-CrOx復(fù)合氧化物催化劑上CVOCs催化氧化性能.pdf

1、隨著科技的飛速發(fā)展以及人類(lèi)活動(dòng)領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，人類(lèi)對(duì)大自然造成的危害越來(lái)越大，環(huán)境污染問(wèn)題日益嚴(yán)重。CVOCs作為大氣污染物的主要來(lái)源之一，不僅會(huì)對(duì)環(huán)境造成極為惡劣的影響，而且對(duì)人體健康也有著極大的危害。近年來(lái)，關(guān)于CVOCs排放方面的環(huán)保立法也越來(lái)越嚴(yán)格。催化氧化法因具有起燃溫度低、能耗小以及二次污染小等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是最節(jié)能高效且經(jīng)濟(jì)可行的方法。研究和開(kāi)發(fā)低成本、高活性、高選擇性以及高穩(wěn)定性的催化劑是目前環(huán)境催化材料研究領(lǐng)域中重要的課

2、題之一。
　　本論文采用共沉淀法（超臨界干燥）制備了系列CeO2-ZrO2-CrOx(CZCr)催化劑，研究鋯的添加量、不同酸性材料(HZSM5、TiO2、Al2O3和SiO2)對(duì)CeO2-ZrO2-CrOx催化劑上DCE催化氧化性能的影響?？疾炝朔磻?yīng)體系中H2O或C6H6的存在，對(duì)DCE催化降解性能的影響，并初步探討了CZCr/HZSM5催化劑上DCE、DCM、TCE和CB催化降解的反應(yīng)機(jī)理。通過(guò)XRD、N2吸脫附、SEM、UV

3、-Raman、XPS、H2-TPR和NH3-TPD等技術(shù)對(duì)催化劑的物相結(jié)構(gòu)、比表面積及孔結(jié)構(gòu)、氧化還原性質(zhì)和表面酸性質(zhì)等物理化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了表征分析，通過(guò)O2-TG-MS等表征方法分析催化劑的失活原因。主要得到以下結(jié)果:
　　1.研究了不同鋯含量的CeO2-ZrO2-CrOx催化劑上DCE的催化氧化性能。結(jié)果表明，適量鋯的添加可顯著提高CeO2-CrOx催化劑的熱穩(wěn)定性及對(duì)DCE的催化氧化活性，其中Ce/Zr摩爾比為1∶1的CZCr

4、11催化劑對(duì)DCE的氧化活性以及熱穩(wěn)定最高，僅產(chǎn)生極微量的含氯副產(chǎn)物C2H3Cl，并具有較高的HCl選擇性。這可能與適量鋯的添加能夠明顯改善CeO2-CrOx復(fù)合氧化物的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、氧流動(dòng)性及氧化還原性能等有關(guān)，從而有利于DCE的吸附活化以及進(jìn)一步脫氯、深度氧化降解能力的提高。
　　2.研究了不同酸性材料(HZSM5、TiO2、 Al2O3和SiO2)負(fù)載CZCr催化劑上DCE的催化氧化性能。結(jié)果表明，催化劑中的酸性位與氧化活性位

5、之間存在很強(qiáng)的協(xié)同催化作用，催化劑載體的酸性質(zhì)（強(qiáng)度和數(shù)目）對(duì)催化活性有重要的影響，載體的強(qiáng)酸性和豐富的酸性位（強(qiáng)、弱酸）有利于DCE分子的吸附和活化、脫氯生成C2H3Cl;而CZCr復(fù)合氧化物的強(qiáng)氧化還原性則有利于DCE降解過(guò)程產(chǎn)生的中間物、副產(chǎn)物的深度氧化。20％-CZCr/HZSM5催化劑表現(xiàn)出良好的催化活性以及耐熱穩(wěn)定性，對(duì)不同種類(lèi)的CVOCs反應(yīng)物的催化氧化活性順序?yàn)?T90％): DCE＞ DCM＞ CB＞ TCE。

6、　　3.研究了反應(yīng)體系中H2O或C6H6的存在對(duì)DCE催化氧化性能的影響。結(jié)果表明，H2O/C6H6分子在低溫條件下易與DCE分子發(fā)生競(jìng)爭(zhēng)性吸附，導(dǎo)致DCE分子在催化劑表面吸附活化的難度增加。C6H6比H2O更容易吸附在催化劑活性中心位點(diǎn)，低溫條件下對(duì)DCE催化降解性能的影響更大，導(dǎo)致催化劑的深度氧化能力下降而更容易積碳。
　　4.催化劑表面積碳是影響催化劑耐受性的主要原因，而CZCr復(fù)合氧化物與HZSM5的復(fù)合，可明顯提高HZS