锰氧化物催化氧化挥发性有机物(VOCs)研究进展

锰氧化物具有多种价态、晶型、形貌,且催化氧化活性高,在催化氧化VOCs的领域中研究广泛。对锰氧化物催化剂在VOCs催化氧化中的性质进行综述。首先,讨论了单一锰氧化物催化剂对VOCs的催化研究进展,分析了材料晶型、氧化还原性等性质与催化活性的关系。之后,介绍了锰与其他过渡金属掺杂形成的复合氧化物催化剂对VOCs的催化性质,包括特定结构的复合氧化物催化剂,如钙钛矿和尖晶石。最后,探究了锰氧化物催化剂对于含氯VOCs催化过程中的失活现象,并分析了提高其抗氯中毒能力的方法。     

微波催化燃烧气态甲苯特性及床层温度分布

采用浸渍法制备Cu-Mn-Ce/堇青石蜂窝催化剂,于微波催化燃烧装置中考察其对甲苯废气的催化活性与稳定性,并对固定床温度进行了测试分析.研究表明,微波加热下床层温度分布均匀,甲苯的最佳反应温度在230~270℃之间.当停留时间大于9.7s且床层温度高于270℃时,甲苯的降解率大于90%.铜锰铈单金属氧化物及其复合氧化物尖晶石是主要的活性组分,甲苯在其表面上进行准一级反应而被催化氧化.高温对催化剂结构有影响,但重复性试验证实了催化剂的高活性和良好的稳定性.本文为微波催化燃烧技术治理VOCs废气的中试研究及下一步的实际应用提供了理论支持.     

整体式分子筛基催化剂制备及其微波催化燃烧VOCs

以整体式蜂窝状分子筛为载体,制备铜锰铈负载型催化剂,研究其微波辐照下对VOCs （甲苯、丙酮、乙酸乙酯）的催化活性及其稳定性,探究影响催化剂活性的因素,并通过测试床层温度分布进行分析.研究表明,微波功率1.3kW、催化剂体积300mm×300mm×300mm,固定床温度>300℃条件下,催化剂对初始浓度200~2000mg/m³的5m³/h VOCs气体的降解效率为80%~92%.温度是VOCs氧化降解的条件,但当床层温度超过了300℃（VOCs完全燃烧温度）之后,升温对VOCs降解效率的影响不再明显.表征可知,尖晶石态铜锰铈单金属氧化物及其复合氧化物是主要的催化活性组分.VOCs在催化剂表面进行准一级反应而被催化氧化;高温对催化剂结构有一定影响,但重复性试验证实了催化剂的高活性和良好的稳定性.     

整体式分子筛基催化剂制备及其微波催化燃烧VOCs

以整体式蜂窝状分子筛为载体,制备铜锰铈负载型催化剂,研究其微波辐照下对VOCs （甲苯、丙酮、乙酸乙酯）的催化活性及其稳定性,探究影响催化剂活性的因素,并通过测试床层温度分布进行分析.研究表明,微波功率1.3kW、催化剂体积300mm×300mm×300mm,固定床温度>300℃条件下,催化剂对初始浓度200~2000mg/m³的5m³/h VOCs气体的降解效率为80%~92%.温度是VOCs氧化降解的条件,但当床层温度超过了300℃（VOCs完全燃烧温度）之后,升温对VOCs降解效率的影响不再明显.表征可知,尖晶石态铜锰铈单金属氧化物及其复合氧化物是主要的催化活性组分.VOCs在催化剂表面进行准一级反应而被催化氧化;高温对催化剂结构有一定影响,但重复性试验证实了催化剂的高活性和良好的稳定性.     

悬浮型光催化纳滤膜反应器对染料中间体H酸溶液的降解

在多组分条件下通过采用悬浮型光催化纳滤膜反应器进行目标污染底物H酸的光催化降解效率及反应动力学研究,控制干扰污染物吐氏酸和变色酸浓度分别为5,10,20,25,40mg/L,控制H酸浓度100mg/L恒定不变.实验结果表明,在单组分光催化纳滤膜反应器中,在Ct/C0?0.7条件下,降解过程遵循L-H零级(0~12min)与L-H一级(12~20min)的混合动力学模型;在多组分光催化纳滤膜反应器中,随着干扰物浓度的增加,在Ct/C0?0.7条件下(约0~20min反应时间段)其降解过程均对应地遵循L-H一级反应动力学模型.通过实验进一步证实,H酸光催化降解动力学的改变主要由耦合光催化反应器内底物和光催化剂表面H酸的浓度差异性引起.     

贵金属催化剂催化燃烧挥发性有机物(VOCs)的研究进展

催化燃烧技术是目前处理挥发性有机物(VOCs)最有效的技术之一。在用于催化燃烧VOCs的催化剂中,贵金属因其优异的催化活性而受到众多关注。从活性组分和载体两方面,对贵金属催化剂催化燃烧VOCs的最新报道进行综述。目前,催化剂活性组分的研究重点在于铂、钯、金等单组分贵金属的改性和双组分贵金属的设计合成;对载体的研究主要涉及酸性、孔结构以及载体与金属的强相互作用。未来还需进一步提高贵金属催化剂的抗中毒性能。     

悬浮型光催化纳滤膜反应器对染料中间体H酸溶液的降解

在多组分条件下通过采用悬浮型光催化纳滤膜反应器进行目标污染底物H酸的光催化降解效率及反应动力学研究,控制干扰污染物吐氏酸和变色酸浓度分别为5,10,20,25,40mg/L,控制H酸浓度100mg/L恒定不变.实验结果表明,在单组分光催化纳滤膜反应器中,在Ct/C030.7条件下,降解过程遵循L-H 零级(0~12min)与L-H一级(12~20min)的混合动力学模型;在多组分光催化纳滤膜反应器中,随着干扰物浓度的增加,在Ct/C030.7条件下(约0~20min反应时间段)其降解过程均对应地遵循L-H一级反应动力学模型.通过实验进一步证实,H酸光催化降解动力学的改变主要由耦合光催化反应器内底物和光催化剂表面H酸的浓度差异性引起.     

低温等离子体协同催化处理VOCs的研究进展

针对成分复杂且极易挥发的挥发性有机物(VOCs),传统的大气治理技术很难将其完全去除,而低温等离子体技术利用O·、·OH、N·和O₃等强氧化性物质可高效降解VOCs。简述了低温等离子体单独降解VOCs反应机理,等离子体与催化剂的协同作用,并分析了催化剂位置对降解效率的影响。其中,重点分析了不同催化剂的协同作用,主要包括贵金属催化剂、复合金属催化剂、过渡金属催化剂、钙钛矿催化剂和光催化剂等,深入分析了其对VOCs的降解机理,并总结了这些催化剂用于处理VOCs的降解效果及影响因素,最后提出了低温等离子体技术协同催化降解VOCs目前存在的问题及未来的研究和发展方向,可为实际工业废气的治理提供参考。     

微波催化燃烧印刷包装VOCs废气的矿化途径与降解机理

结合贵金属和过渡金属催化剂的优点,采用等体积浸渍法制备了Pt-CuMnCeO_x/蜂窝纳米陶瓷整体式催化剂,考察其在微波辐照下对印刷包装VOCs（甲苯和丙酮）废气的矿化效果及催化机理.研究表明,微波功率600W,进气量5m³/h,甲苯和丙酮浓度各1000mg/m³条件下,催化剂床层温度达到300℃,双组分VOCs矿化率为82%.结合XRD和XPS表征可知,高分散的Pt颗粒与铜锰铈尖晶石活性组分在"微波热点"作用下提高了对甲苯、丙酮的低温催化效率;微波催化燃烧反应同时遵循L-H和MvK机理,不同价态金属间发生电子转移,催化剂表面产生更多的表面吸附氧和晶格氧,从而增强了VOCs分子的吸附与氧化.中间产物测试基础上,推测甲苯的氧化降解途径为甲苯→苯甲醛→苯甲酸→小分子酸→二氧化碳和水,丙酮的氧化降解途径为：丙酮→小分子醛类、酸类→二氧化碳和水.     

燃烧法处理石化企业VOCs试验研究

基于加热炉技术对石化企业VOCs进行直接燃烧处理,采用低温催化燃烧催化剂进行了相应试验。结果表明:催化燃烧法适用于于低浓度VOCs治理,热力燃烧法则适用于不同组成与浓度VOCs的综合治理;在温度≤320℃、空速≥12000 h-1的条件下,低温催化燃烧技术VOCs排放浓度可满足DB31/933—2015要求(≤70 mg/m^3);在VOCs浓度高达30000 mg/m^3情况下,经过750~850℃的热力燃烧技术处理后,VOCs排放浓度≤20 mg/m^3。     

氮氧化物与挥发性有机物协同催化净化进展

将垃圾焚烧、钢铁冶炼等典型行业烟气处理中的NH₃-SCR脱硝与VOCs净化模块耦合，发展多污染物协同控制理论和技术，协同催化净化NO_x与VOCs,不仅具有重要的科学意义，还具有重大的生态环境和经济效益。目前，NO_x与VOCs协同催化净化技术已在环境催化领域引起广泛关注，已报道相关研究主要聚焦于协同催化剂性能的考察，但该项研究仍处于初步探索阶段，尚未获得满足实际应用需求的高效协同催化剂，且相关反应机制有待深入考察。未来NO_x与VOCs协同净化催化剂技术的发展需解决3个关键难题：协同净化催化剂酸/氧化还原双核活性位的构建及调控、协同净化催化剂上酸/氧化还原双循环反应路径的理解、协同净化过程中催化剂的抗中毒能力提升。解决这些关键科学问题的第一步仍是设计并制备高活性、高稳定性、抗中毒的协同净化催化剂；然后探究催化剂的化学组成、结构特点和理化性质，解析催化剂双核活性位的微化学环境；进一步利用原位测试手段、表面反应技术以及理论模拟计算，解析催化剂结构与性能的构效关系，阐释催化净化过程高效协同机制和催化剂抗中毒机...     

催化超临界水氧化废水处理技术的研究进展

简要介绍了作为反应介质的超临界水的物化性质及超临界水氧化的特点 ,阐述了催化超临界水氧化的一般工艺流程并分析了其过程的影响因素及各影响因素的相互关系 ,归纳了超临界水氧化的催化机理、动力学、水对多相催化反应的影响以及催化剂的研究进展 ,探讨了该项技术发展的前景与趋势     

催化燃烧技术处理VOCs的研究进展

催化燃烧是实现挥发性有机物(VOCs)高效燃烧的一种处理技术,文章总结介绍了国内外催化燃烧工艺的研究进展,比如固定床催化燃烧技术、整体式催化燃烧工艺、流化床催化燃烧反应工艺和流向变换催化燃烧与吸-放热耦合反应工艺,并在最后指出了今后催化燃烧的研究方向。     

贵金属催化剂对VOCs催化氧化的研究进展

催化氧化法是目前最有效的处理VOCs的方法之一。就贵金属催化剂在VOCs的催化氧化中的应用,列举了近年来Pd、Pt、Au、Ru催化氧化的实例,并对其反应机理进行了总结。最后,归纳并重点分析了催化剂的分散度、颗粒粒径、载体3个因素对催化活性的影响。同时,对预处理也作了一定的阐述。     

金属氧化物催化剂上吡啶催化燃烧

为了研究催化燃烧法净化挥发性有污染物的可能性,考察了金属氧化物催化剂上吡啶的氧化活性及氧化过程ＮＯｘ控制能力,吡啶氧化产物ＮＯｘ随反应温度升高呈现极大值。催化剂的氧化活性ＮＯｘ控制能力呈正比关系。     

催化燃烧技术处理VOCs的研究进展

催化燃烧处理VOCs是目前最有效的技术之一,具有低温降解、减少能耗、效率高等优势。本文介绍了贵金属型催化剂(Pd、Pt、Au)和过渡型金属氧化物催化剂(Mn、Cu、Fe、Co)的研究进展,并指出简化合成过程或寻求高效易合成的新型催化剂是未来努力的方向。     

长江三角洲地区基于喷涂工艺的溶剂源VOCs排放特征

了解挥发性有机物(volatile organic compounds,VOCs)的溶剂源排放特征是制定长江三角洲地区PM2.5和臭氧防控策略的关键.本研究通过罐采样-GC-MS/FID测定了长江三角洲地区重点喷涂行业(集装箱喷涂、造船喷涂、木器喷涂和汽车喷涂业)的VOCs排放特征.结果表明,长江三角洲地区喷涂行业排放的主要VOCs组分为甲苯、二甲苯、乙苯等芳香烃类物质,三者之和占总VOCs的质量分数为79%~99%.生产工艺的不同对VOCs的排放组成影响并不大,废气处理装置中活性炭吸附对VOCs的组成并无明显影响,而催化燃烧的处理过程会使VOCs的排放组成产生显著变化,乙烯排放明显增大,同时也使得催化燃烧处理最大增量反应活性(maximum increment reactivity,MIR)值高于活性炭吸附处理后的MIR值,说明不同的处理措施的使用将影响VOCs对臭氧的生成作用.     

岳阳市一次O3污染过程VOCs的组成与来源

文章在岳阳市一个国家空气质量监测站附近,采用罐采样方法采集一次O_3污染过程期间环境全空气样品,利用预浓缩-GC/FID/ECD/MSD技术分析106种VOCs,共检出77种VOCs,研究其组成与来源。结果表明:岳阳市秋季大气TVOCs体积分数为(44.91±15.52)×10~(-9),以烷烃(19.9%～53.0%)、含氧挥发性有机物(OVOCs)(15.7%～55.9%)为主,优势物种为C2～C5烷烯烃、OVOCs、苯系物及卤代烃。秋季VOCs丙烯等效浓度范围为60.46×10~(-9)～230.04×10~(-9);臭氧生成潜势范围为76.37～394.30μg/m~3;反应活性较高的物种为异戊烷、间/对-二甲苯和甲苯及丙烯、乙烯,根据反应活性物种初步判断岳阳市VOCs主要来源为机动车尾气排放及本地石油化工企业排放。特征比值溯源发现秋季异戊烷/正戊烷体积浓度比值为2.6,受机动车排放源影响更大。甲苯和苯、邻二甲苯和苯及间/对-二甲苯和苯体积浓度比值平均值分别为0.05、0.01和0.07,主要来源于生物质、生质燃料、煤燃烧源。邻二甲苯和乙苯、间/对-二甲苯和乙苯体积比值均值分别为0.80和2.71,受溶剂排放影响较大。控制岳阳市秋季O_3污染应着力于交通排放、LPG燃烧排放源、生物质燃烧源、石油化工及溶剂挥发排放的治理。     

贵金属(Pt、Pd和Ru)基催化剂在含氯挥发性有机物催化降解中的研究进展

含氯挥发性有机物(Chlorine-containing volatile organic compounds, CVOCs)由于存在来源广泛、生物/环境毒性高、易使催化剂Cl中毒失活等问题，是当前VOCs控制领域的研究重点和难点。催化降解技术具有能耗低、效率高、二次副产物少等显著优点被认为是最有效的CVOCs排放控制技术之一。高性能催化剂是该技术的核心。目前，CVOCs降解催化剂主要以Al₂O₃、TiO₂、MgO、CeO₂等单一或复合金属氧化物为载体，以Pt、Pd、Ru等为反应活性中心。在CVOCs氧化反应中，贵金属在低温下易与Cl作用，覆盖/惰化活性位，导致催化剂低温活性下降。常用的提升负载型贵金属催化剂CVOCs催化性能的策略有金属助剂掺杂、活性中心状态优化、载体性质调控、反应条件调节等。本文综述了贵金属(Pt、Pd和Ru)基催化剂在CVOCs催化氧化中的研究进展，主要集中于过渡金属引入、载体本征性质调变、反应条件调节等在CVOCs转化效率及催化剂性能改善中的作用。此外，对CVOCs催化净化催...     

MnCeOx/沸石催化剂对工业典型VOCs的催化性能

以沸石为载体制备了锰铈复合氧化物催化剂（记为:MnCeO_x/沸石催化剂）,探究了催化剂对工业典型VOCs的二元催化性能,并对催化剂进行BET、XRD及SEM表征。结果表明:Ce的加入,促进了Mn的分散,提高了MnCeO_x/沸石催化剂的活性;当n（Mn）∶n（Ce）为1∶1,负载率为20%,焙烧温度为500℃时,催化剂的活性最高,其对甲苯的起燃温度（T₅₀）和完全燃烧温度（T₉₀）分别为155,255℃;单组分实验中,催化剂对3种有机物均表现出较高活性,转化率达到90%时的反应温度均在275℃以下,其活性顺序为乙酸乙酯>甲苯>丙酮,主要受反应活化能大小及分子极性的影响;二元催化实验中,由于竞争吸附的影响,3种物质的T₅₀和T₉₀较单组分均分别提高了8~13,14~38℃。