不同加热方式下催化氧化甲苯的性能研究

研究考察了微波单模腔、多模腔与传统电炉三种不同加热方式下甲苯的催化氧化性能,分析不同加热方式下进出口气体温度和固定床反应温度的变化,并对实验前后的Cu-Mn-Ce/TiO2-分子筛催化剂进行了扫描电镜、X射线衍射和比表面积等表征测试.研究表明,相同工艺条件下电炉加热、微波多模腔与单模腔加热对甲苯的去除效率分别为77%、83%和94%,对应的床层反应温度为265℃、215℃和145℃,微波加热的选择性、"热点效应"和偶极极化作用提高了甲苯的降解效率并降低其氧化温度和工艺处理能耗,微波单模腔内高的能量密度显著提高了甲苯的氧化效率并降低反应温度.催化剂表征发现,微波加热对催化剂结构与活性组分的分布几乎没有影响,而电炉加热则导致催化剂表面烧结与活性组分团聚,微波加热下催化剂更大的比表面积有利于甲苯的吸附与氧化降解.     

镍网负载纳米TiO2对甲苯降解的实验研究

采用溶胶-凝胶法制备负载纳米TiO2的泡沫镍网,并利用自制的间歇式光催化反应装置对甲苯废气降解进行实验研究.考察了光源波长、湿度、含氧量、甲苯初始浓度等因素对甲苯去除率的影响,并对光催化剂的失活和再生进行了实验研究.结果表明,在光源波长为185 nm条件下,体系相对湿度为45％、含氧量为21％、甲苯初始质量浓度为208 mg/m3,甲苯的去除率达97％以上,通过紫外光照射失活光催化剂12 h,其活性能基本恢复,对甲苯的去除率达87％以上.     

动态平衡法测试气候舱回收率的方法研究

气候舱法凭借可靠的环境模拟特性和非破坏性,是目前国际与国内广泛采用的实验室检测方法,常用于检测木制品家具、建筑材料和汽车中的有害物质。本研究测定挥发性有机化合物组分的气候舱法回收率,发现持续注射甲苯3h后浓度才达到动态平衡,3h后的平均回收率为87.7%,证明动态平衡法适用于测定气候舱回收率的测定,同时证明了气候舱法测定VOC组分能够符合标准的要求。     

疏水改性分子筛在高湿度环境下对甲苯的吸附性能

工程实践中Y分子筛在高湿度环境下吸附性能大幅降低,通过聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)预处理后进行mesoSiO₂壳层生长得到Y@mesoSiO₂,将聚二甲基硅氧烷(PDMS)通过化学气相沉积法接枝到Y@mesoSiO₂壳层上,可获得疏水特性优异的Y@mesoSiO₂-S核壳分子筛。采用SEM、TEM、XRD、XPS和比表面积及孔径分析仪对改性前后Y分子筛形貌和结构进行分析,通过静态和动态吸附实验评价其对水和甲苯的吸附性能。结果表明：mesoSiO₂壳相在核相Y分子筛外表面成功生长,并将PDMS成功接枝在Y@mesoSiO₂壳层后,Y@mesoSiO₂-S的BET比表面积相比Y分子筛增加了2%;静态水蒸气吸附量从298 mg/g降至79 mg/g,动态水蒸气吸附量从245 mg/g降至76 mg/g,材料表面与水接触角得到显著提升。在RH80%时,Y@mesoSiO₂-S和Y分子筛对甲苯的饱和吸附量分别为167...     

Fe掺杂Mn-Ce多孔催化剂低温脱硝性能及甲苯的影响机制

采用硬模板法制备了Fe掺杂Mn-Ce多孔催化剂,评价了催化剂低温NH₃-SCR性能及甲苯对低温NH₃-SCR性能的影响;并通过XRD、BET、SEM、HRTEM、H₂-TPR、NH₃-TPD、XPS和原位红外等对催化剂理化性质进行了表征.结果表明Fe掺杂Mn-Ce多孔催化剂具有优异的低温NH₃-SCR性能.高浓度甲苯抑制低温NH₃-SCR性能是因为甲苯的不完全氧化消耗催化剂表面的吸附氧.同时甲苯及其不完全氧化产物(主要为苯甲酸盐)不断覆盖催化剂表面的活性位点,与NH₃/NO_x的吸附和活化形成竞争关系,从而阻碍E-R和L-H机理.Fe的掺杂使得催化剂表面晶格氧浓度上升,并提高了晶格氧的迁移能力.当NH₃-SCR反应中存在甲苯时,通过Mn⁴⁺+Ce³⁺?Mn³⁺+Ce⁴⁺、Fe²⁺+Ce...     

CuxMn1-xCe0.75Zr0.25Oy催化降解甲苯的性能

采用溶胶凝胶法制备了双主金属、双助剂的Cu_xMn_1-xCe_0.75Zr_0.25O_y催化剂,在固定床反应器中评价了催化剂降解甲苯的性能,并采用XRD、H₂-TPR、O₂-TPD和Raman对催化剂进行表征。试验结果表明:催化剂中Cu含量的增加有助于增强Cu-Ce金属之间的相互作用,增加催化剂中的氧空位浓度和晶格氧含量,提高催化剂低温还原性,从而促进催化活性的提高。Cu₁CeZr催化剂降解甲苯活性最好,其完全降解甲苯的温度（T₁₀₀）为220℃,比Mn₁CeZr催化剂低60℃。     

三维有序大孔铈锰复合氧化物催化氧化VOCs

挥发性有机物（VOCs）是大气污染的主要来源,也是石油化工企业需要重点控制处理的厂区污染物之一,而催化燃烧作为处理VOCs的有效技术之一,具有能耗低、处理效率高和无二次污染等优点。文章采 用聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）硬模板法和过量浸渍法相结合,制备了一系列不同摩尔比的三维有序大孔铈锰 复合氧化物,通过XRD、BET、SEM、XPS、H2-TPR表征分析和催化燃烧测试等手段,研究了摩尔比对催化剂的 微观形貌、氧化还原性能和催化活性的影响,最终确定了最佳摩尔比。结果表明,铈锰比为6:4（C6M4）时,铈 锰复合氧化物催化剂显示出均一的三维有序大孔结构,其平均孔径达17.36 nm。同时,C6M4具有较高的Mn4+含量和吸附氧浓度,表现出最佳的催化燃烧甲苯活性,其T50、T90分别为100℃和153℃。     

季铵盐离子液体改性活性炭及其热安全性研究*

为进一步提高活性炭对VOCs的吸附性能和热安全性,采用铵盐类离子液体改性原始活性炭,优化其理化性质。结果表明:改性活性炭表面生成新的无机盐化合物,C=O、-OH、C-O、-COOH和C-S基团增加;孔隙结构增多且分布均匀,比表面积及微孔体积增大;改性后活性炭对甲苯的吸附量提高3.14倍,吸附效率明显提升;在固定碳的燃烧阶段,改性活性炭活化能为54.44 kJ·mol-1,是改性前活性炭的1.38倍,活化能增大,物质稳定性增强;当粒径为120~150目及200目以上时,改性前后活性炭的自燃温度分别从328.4 ℃、319.3 ℃增长至355.1 ℃、345.7 ℃。因此,负载季铵盐离子液体可有效提高活性炭吸附性能和热安全性,研究结果可为优化VOCs处理工艺提供参考。     

β-环糊精/Ce/TiO2 光催化氧化气相甲苯

为提高光催化剂对气相污染物的吸附和光催化净化效果,选取不锈钢网作载体,由溶胶－凝胶法、2 次涂敷和烧结制备活性较高的1%Ce/TiO₂ 催化剂,经浸渍吸附β-环糊精(β-CD),获得β-CD 修饰的Ce/TiO₂ 催化剂;用X 射线衍射、扫描电镜、透射电镜等手段表征了催化剂的结构性质;考察了该催化剂对空气中甲苯污染物的光催化氧化活性.结果表明,反应4~5h,修饰薄膜催化剂可将初始浓度为70mg/m³的甲苯100%氧化去除,且重复使用3 次后去除率仍为100%;反应3h 可将初始浓度为97mg/m³ 的甲苯100％氧化;初始浓度为208mg/m³ 时,甲苯氧化转化率为80%以上.实验表明,β-CD修饰的催化剂单位面积比活性比未修饰的Ce/TiO₂催化剂提高0.59 倍,对甲苯的去除率分别增加35%和20%.     

相对干燥条件下甲苯,苯和氯仿的光催化降解

研究了甲苯,苯和氯仿3种挥发性有机物在相对干燥条件下的动态气相光催化降解,考察了进口浓度,流量(停留时间),催化剂,光源等因素的影响.研究表明,在较低污染物浓度,流量小于0.2L/min(停留时间大于3.825min)时,甲苯,苯和氯仿的光催化去除率均大于90%,遵循一级反应动力学,甲苯和苯的半衰期分别在1.0～1.34min和0.65～1.1min;在研究的负荷范围内,甲苯和苯的去除量随负荷增加达到一个最大值,而氯仿则一直随之增大;催化剂的光催化性能与污染物种类有关,同样功率的杀菌灯效果好于黑光灯.