负载型钌铈催化剂的甲苯催化氧化性能

以ZSM-5分子筛为载体,采用浸渍法制备了RuCe/ZSM-5催化剂,研究了催化剂在不同Ru负载量、空速、反应温度、甲苯浓度下对甲苯的催化氧化性能,并探讨了催化剂的CO₂选择性及稳定性。结果表明：Ru的负载可提升CeO₂(20)/ZSM-5催化剂催化甲苯使其降解成高浓度CO₂的能力;Ru(1.0)/CZ催化剂表现出优异的低温催化性能、CO₂选择性及稳定性,在210 ℃条件时即可转化90%的甲苯,且CO₂选择性达到90%以上。本研究制备的催化剂在较大空速及甲苯浓度范围内对甲苯具有优越的低温催化性能,未来可应用于VOC的工业化处理应用中。     

国产催化剂用于湿式催化氧化水中有机物的可能性

本工作考察了五种国产催化剂用于空气深度氧化水中有机物的催化初活性,以及影响氧化效率的一些因素。所用催化剂均系两种或两种以上非贵金属如铜、锰、铁、铬、铝、锌等的复合氧化物,选用的典型污染物为本酚、丙烯腈、丙烯醛、丁酮、醋酸、醋酸联苯胺,对硝基酚和吡啶。实验是在半自动滴流式反应装置上进行的。     

Mn-Ce复合金属氧化物催化氧化甲苯性能

通过等体积浸渍法制备了一系列Mn-Ce/γ-Al₂O₃催化剂, 并考察不同CeO₂负载量对MnO₂/γ-Al₂O₃催化剂催化氧化甲苯性能的影响。利用XRD、N₂吸脱附曲线、TEM、H₂-TPR、XPS和O₂-TPD等方法表征催化剂比表面积、表面形貌及氧化还原性能。结果表明,CeO₂的负载一定程度上降低了MnO₂/γ-Al₂O₃催化剂的比表面积, 且催化剂仍保持介孔结构。CeO₂的存在增加了催化剂表面的化学吸附氧含量,其良好的储放氧能力促进了Mn³⁺向Mn⁴⁺的转化;Mn和Ce之间存在较强的协同作用, 与MnO_x相邻的CeO₂更容易打开Ce—O键释放活性氧, 加速氧化还原进程,Mn_0.6Ce_0.4/γ-Al₂O₃催化剂T₁₀和T₉₀与MnO₂/γ-Al₂O₃催化剂相比分别降低20和40 ℃。本研究可为VOCs催化氧化技术中低成本金属催化剂的开发提供参考。     

低温CO催化氧化催化剂研究进展

对低(常)温下—氧化碳(CO)催化氧化进行了综述与讨论，介绍了各种催化体系催化反应的机理，着重分析了制备方法(共沉淀法、沉积沉淀法和溶剂化金属原子浸渍法等)、制备条件(前驱物、pH值、焙烧温度和焙烧时间等)、载体种类(金属氧化物、复合氧化物和沸石等)及助剂(Ce、Sm和La等)对催化剂在CO低(常)温催化氧化反应中的活性及稳定性的影响，并指出了今后的研究方向。     

低温CO催化氧化催化剂研究进展

对低(常)温下一氧化碳(CO)催化氧化进行了综述与讨论,介绍了各种催化体系催化反应的机理,着重分析了制备方法(共沉淀法、沉积沉淀法和溶剂化金属原子浸渍法等)、制备条件(前驱物、pH值、焙烧温度和焙烧时间等)、载体种类(金属氧化物、复合氧化物和沸石等)及助剂(Ce、Sm和La等)对催化剂在CO低(常)温催化氧化反应中的活性及稳定性的影响,并指出了今后的研究方向.     

催化湿式氧化农药废水及催化剂的研究

通过浸渍法制备了4种氧化物为主活性组分的负载固定型催化剂，用于过氧化氢催化湿式氧化（CWHPO）处理有机农药废水。用实验确定了催化湿式氧化的条件，不同催化剂处理效果的比较表明，四元组合MnO2-CuO-CeO2-CoO催化剂性能较好，当反应在常温常压下，维持pH=7～9，反应时间为40min时，COD的去除率大于80％，色度去除率大于90％。     

催化湿式氧化农药废水及催化剂的研究

通过浸渍法制备了4种氧化物为主活性组分的负载固定型催化剂,用于过氧化氢催化湿式氧化(CWHPO)处理有机农药废水。用实验确定了催化湿式氧化的条件,不同催化剂处理效果的比较表明,四元组合MnO2CuOCeO2CoO催化剂性能较好,当反应在常温常压下,维持pH=7～9,反应时间为40min时,COD的去除率大于80%,色度去除率大于90%。     

催化湿式氧化吡虫啉农药废水催化剂的研究

通过共沉淀法制备了用于湿式氧化吡虫啉农药废水的Cu/Mn复合氧化物催化剂,研究了沉淀剂种类、沉淀温度、焙烧温度和活性组分配比等因素等对Cu/Mn复合氧化物催化剂的活性及稳定性的影响,确定了最佳制备条件,利用BET比表面积测定和XRD对催化剂进行了表征.结果表明,优化条件制备的Cu/Mn复合氧化物催化剂催化湿式氧化处理吡虫啉农药废水时,具有较高的催化活性和稳定性.催化剂用量4 g/L,反应温度190℃,氧分压1.6 MPa,反应120 min,COD去除率为92.3%,活性组分溶出量较小.     

新型Cu-Co-O_x催化剂的制备及其催化燃烧甲苯的性能研究

采用浸渍法制备自制载体负载复合金属氧化物Cu-Co-Ox催化剂。研究了Cu-Co-Ox催化剂催化燃烧甲苯的活性。分别考察了Cu-Co-Ox负载量、Cu/Co(摩尔比)及焙烧温度对催化燃烧甲苯活性的影响,并采用X射线衍射(XRD)及扫描电镜(SEM)等表征技术,分别对复合金属氧化物Cu-Co-Ox的晶型与结晶形貌进行了分析。结果表明,焙烧温度为600℃,Cu-Co-Ox负载量为5%(质量分数),Cu/Co为1∶2时,Cu-Co-Ox催化燃烧甲苯的活性最高。当反应温度为250℃,甲苯的转化率达到95%以上。XRD分析表明,Cu-Co-Ox催化剂主要活性相为CuCo2O4尖晶石。     

CeO2负载过渡金属催化氧化甲苯

采用浸渍法制备了一系列过渡金属/CeO_2催化剂,通过催化活性评价和催化表征等方法考察了过渡金属/CeO_2催化剂催化氧化甲苯的活性。研究表明:过渡金属/CeO_2催化剂活性为Mn/CeO_2Co/CeO_2Cr/CeO_2Fe/CeO_2CeO_2。Mn/CeO_2催化剂具有最低的起燃温度,甲苯转化率达到50%时的温度(T50)为180℃,其在215℃下甲苯的转化效率可稳定在80%。过渡金属/CeO_2催化剂的活性主要由过渡金属活性组分决定。Mn/CeO_2、Co/CeO_2、Cr/CeO_2和Fe/CeO_2催化剂中活性组分分别为Mn_3O_4、Co_3O_4、Cr_2O_3和Fe_2O_3,其中Mn_3O_4的催化活性最强,Co_3O_4次之。此外,催化剂活性与催化剂的物化结构及活性氧物种有一定的关系。Mn/CeO_2具有最大的比表面积、孔体积和Ce(Ⅳ)的3d94f2 O_2p4形式比例及合适的活性氧物种比值(晶格氧、表面氧摩尔比为3.8)。     

介质阻挡放电联合催化臭氧化降解甲苯

采用介质阻挡放电区后结合MnOx/Al2O3/发泡镍去除甲苯,考察甲苯进气方式、臭氧产生方法及湿度对甲苯与O3同时去除的影响。结果表明,O3是等离子体区后催化降解甲苯的主要物种,介质阻挡放电联合催化臭氧化可实现甲苯及O3的同时高效去除。输入电压为9.0 kV时,甲苯的去除效率达92.8%,在80 min内O3的去除效率维持在99%以上。水蒸气对催化剂催化分解臭氧的活性没有直接的影响,O3浓度较高时湿度对甲苯降解效率的影响很小。GC-MS分析结果表明,甲苯降解的主要气相副产物有烷烃、酸、酮和含苯环有机物,提出了甲苯的降解途径。     

催化氧化糖蜜酒精废液的反应动力学研究

以载铜活性炭为催化剂对糖蜜酒精废液进行催化氧化,并对催化氧化过程进行动力学研究。通过不同温度下的动力学实验数据,计算反应活化能及指前因子,得到催化氧化的反应速率方程及COD浓度随时间变化的动力学方程。结果表明,催化氧化反应速率随温度的升高而加快。     

氧化物催化剂对非热等离子体催化降解甲苯的影响

考察了在干燥气氛下不同氧化物催化剂对非热等离子体催化降解甲苯的影响。从甲苯降解率、碳平衡、CO2选择性和O3去除4个方面,对比了氧化物催化剂的介电性能、表面供氧能力和比表面积与多孔结构对反应产生影响的强弱。结果表明,催化剂的介电性能有利于甲苯降解率、碳平衡和O3产量的提高,但对CO2选择性和O3去除的影响极小;一定能量密度下,催化剂比表面积与多孔结构对CO2选择性和O3去除所产生的影响要强于介电性能;催化剂表面供氧能力可明显促进反应的进行,其对反应所产生的影响要强于比表面积与多孔结构。     

Mn的氧化价态对Mn／γ-Al2O3催化剂催化臭氧氧化气相低浓度甲苯的影响

采用共沉淀法,以Al2O3为载体制备Mn／γ-Al2O3和Mn—Ce／Mn／γ-Al2O3催化剂,并分别在N2气氛和O2气氛下焙烧。采用固定床连续流动反应器,研究所制备催化剂在室温条件下催化臭氧氧化甲苯的性能。通过XRD、XPS和FTIR等手段对催化剂的结构和组成进行表征。结果表明,Mn／Mn／γ-Al2O3催化剂具有良好的催化臭氧氧化甲苯和催化臭氧自身分解的性能,共沉淀法制备催化剂的最佳Mn负载量为20％。O2气氛焙烧和Ce的加入,可以有效提高催化剂的活性和寿命。原因是O2气氛焙烧和Ce的加入可以提高Mn的氧化价态。催化剂失活的主要原因是有机副产物在催化剂表面吸附堆积,失活催化剂在550℃、空气气氛下焙烧可恢复催化性能。     

氧化锰八面体分子筛负载Cu催化剂催化氧化性能研究

采用回流法合成了氧化锰八面体分子筛(OMS-2),并以OMS-2为载体使用前掺杂法和浸渍法制备了负载型Cu/OMS-2催化剂,并对所制催化剂进行X射线衍射(XRD)分析和N2吸附/脱附结构表征。同时研究了制备方法和Cu负载量对Cu/OMS-2催化氧化性能的影响。结果表明,OMS-2为典型的隧道结构,适量负载Cu使OMS-2载体分子筛的结构有所改善。负载型Cu/OMS-2的催化活性明显优于OMS-2载体,前掺杂法制备的Cu/OMS-2-PI催化剂的催化活性明显优于浸渍法制备的Cu/OMS-2-IM,这可能是Cu进入OMS-2晶格、Cu与OMS-2载体之间存在强相互作用有关。Cu负载量明显影响Cu/OMS-2-PI催化剂的催化活性,5Cu/OMS-2-PI催化剂(Cu质量分数5.0%)催化活性最高,这是由于适当Cu负载量催化剂中Cu颗粒较小,而且进入OMS-2晶格中的Cu与载体相互作用较强,能较好地活化催化剂中的氧物种,使OMS-2对CO的催化氧化性能明显增强。     

催化湿式氧化技术处理高浓度有机废水催化剂研究

以CuO为主话性组分,ZrO2为第二话性组分,并掺入电子助剂La2O3,研制出适用于催化湿式氧化处理高浓度乙酰基丁二酸二甲酯(DMAS)生产废水的复合催化剂.在固定床连续鼓泡式反应器装置上对高浓度DMAS生产废水进行处理,考察了各活性组分用量、焙烧温度、焙烧时间等条件对催化剂活性的影响,确定最佳制备条件为:采用ZSM-5为载体,Cu、Zr、La质量分数分别为4%、3%、2%,焙烧温度为550℃,焙烧时间为10 h.结果表明,优化制备的CuO-ZrO2-La2O3/ZSM-5催化剂,用于处理高浓度DMAS生产废水时具有较好的催化活性,在反应温度为240℃.反应压力为3.5 MPa,空速为2.0 h-1,气/水(体积比)=250:1,进水PH=7条件下,COD去除率达98.7%,而在相同条件下未加催化剂时,COD去除率只有35.8%.     

双组分甲苯、氯苯的微波辅助催化氧化及机理

通过微波辅助氧化典型挥发性有机化合物甲苯与氯苯的实验,探讨了TiO2-5A分子筛复合载体负载铜、锰、铈催化剂活性组分的存在形式及其与催化氧化活性的关联,研究采用SEM、EDS、BET、XRD、XPS以及FTIR等方法对催化剂进行了表征.研究表明,双组分中甲苯的完全转化温度(T95)比单组分的要高出31℃,而单组分氯苯在双组分氯苯的T90温度下可被完全转化,催化剂上目标物的竞争吸附降低了其催化氧化效果.XRD和XPS分析表明,催化剂中的活性物质以多价态氧化物CuO/Cu2O、MnO2/MnO以及Cu1.5Mn1.5O4和CuMn2O4尖晶石形式均匀分散于载体表面,Cu2+/Cu+、Mn4+/Mn2+的相互转化促进了电子转移增强了甲苯氯苯被氧化的性能,以及有更高催化活性的CuMn2O4尖晶石的形成有利于催化剂活性的提高.CeO2/Ce2O3相互转化加强了催化剂表面储氧、输氧的能力并加快了氧化反应速率.FTIR与粉红色尾气吸收液检测结果推测:甲苯首先氧化成苯甲醛、苯甲酸类物质,而氯苯氧化成苯酚,210℃下可最终氧化成二氧化碳和水.     

Mn/GO复合催化剂催化氧化NO

针对尾气中NO浓度高且传统方法脱除NO代价高的问题,研究了锰固载氧化石墨诱导单过硫酸氢钾(PMS)催化氧化并吸收NO方法。通过浸渍法在氧化石墨上负载了Mn3O4制得Mn/GO催化剂,以此为催化剂催化PMS氧化NO。研究了pH、PMS投加量、催化剂投加量以及温度等因素对NO氧化率的影响。结果表明,该系列Mn/GO催化剂可以有效地诱导PMS氧化NO,热处理时间为7 h时催化效果最佳。同时,对Mn/GO(7 h)的FT-IR、XRD、SEM、EDS以及XPS表征可知,Mn3O4是主要的锰氧化物,并成功负载在GO表面。     

锰铜复合催化剂常温催化氧化NO

采用浸渍法,以γA1₂O₃为载体制备了常温下对NO具有良好催化氧化活性的Mn-Cu复合催化剂。系统考察催化剂组分、焙烧温度等与催化剂性能的关系,结果显示200℃干燥所得催化剂的活性最好,催化剂15%Mn-24%Cu/Al₂O₃在常温下对NO的催化氧化效率达到50%以上。XRD分析表明,催化剂活性组分为Cu（OH）Cl,且随反应时间延长催化性能下降,其物相由Cu（OH）Cl转变为活性较低的Cu₂（OH）₃Cl相。     

废水催化湿式氧化稀土金属氧化物催化剂的研制

采用共沉淀法制得锰铈复合氧化物催化剂，催化湿式氧化处理高浓度苯酚废水。通过正交实验筛选催化剂制备条件，单因素实验优化制得催化剂。研究了CWAO处理废水条件下的金属离子溶出和催化剂的表征。结果表明，该催化剂在低温低压条件下具有优良的湿式氧化催化活性，且金属离子溶出量低，是一种CWAO处理高浓度有机废水中极具应用前景的新型高效催化剂。