项莹:α-Fe2O3负载金属氧化物催化氧化苯的性能研究论文

项莹:α-Fe2O3负载金属氧化物催化氧化苯的性能研究论文

本文主要研究内容

作者项莹(2019)在《α-Fe2O3负载金属氧化物催化氧化苯的性能研究》一文中研究指出:近些年来,挥发性有机污染物排放量(VOCs)与日俱增,大气污染问题愈发严重,很多国家对VOCs的排放制定了更严格的标准,因此,寻求一种高效、环保、低廉且能满足更严格的排放标准的VOCs控制技术已迫在眉睫。本文使用针铁矿作为前驱体,合成三种α-Fe2O3负载金属氧化物(CeO2、Co3O4、NiO)复合催化剂。并通过XRD、BET、SEM、XPS、H2-TPR等表征方法对制备的针铁矿负载金属氧化物复合催化剂进行分析,研究它们的化学成分、表面形态以及氧化还原能力等。通过实验研究了不同因素(活性组分配比、煅烧温度、初始浓度、气时空速)对复合催化剂催化氧化苯性能的影响,结论如下:(1)采用浸渍-煅烧法制备的CeO2/α-Fe2O3复合催化剂对气态苯的降解具有良好的催化氧化性能,Ce/Fe摩尔比为0.3,500oC空气氛围下煅烧两小时的复合催化剂的催化氧化性能最佳,在苯初始浓度为1000mg/m3及空速为48000 h-1条件下,该催化剂在450oC反应温度时CO2选择性可达到86.7%。通过催化剂的表征数据分析该催化氧化反应机理发现,部分Ce迁移到针铁矿中形成铁-铈固溶体,而CeO2/α-Fe2O3复合催化剂催化性能的改善主要与Ce与Fe间的相互作用而产生的高浓度表面氧物质有关。(2)以针铁矿为前驱体,利用浸渍-煅烧法合成的Co3O4/α-Fe2O3复合催化剂具有较高的气态苯催化氧化活性。Co3O4与针铁矿的摩尔比为0.6:1和煅烧温度为500oC条件下制得的复合催化剂对气态苯的催化氧化具有最高的催化性能,反应温度为400oC时,苯可被完全降解,且此时CO2选择性可达到91.4%。Co3O4/α-Fe2O3复合催化剂还具有优异的稳定性,苯的催化活性在144 h持续反应中未发生变化,该催化剂在实际工业应用中具有一定的潜力。通过催化剂的表征结果发现,相比纯针铁矿,Co3O4/α-Fe2O3复合催化剂具有较大的比表面积、较高的表面氧浓度和较强的氧化还原性能,均有利于苯的催化氧化。(3)以针铁矿为前驱体,利用浸渍-煅烧法合成了NiO/α-Fe2O3复合催化剂,并通过降解较高浓度气态苯考察NiO/α-Fe2O3复合催化剂的催化活性。当NiO与针铁矿的摩尔比为0.4:1和煅烧温度为550oC时制得的复合催化剂对气态苯的催化氧化具有最高的催化性能,反应温度为460oC时,苯的转化率接近100%。通过催化剂的表征结果发现,表面吸附氧在催化氧化反应中起到了至关重要的作用。

Abstract

jin xie nian lai ,hui fa xing you ji wu ran wu pai fang liang (VOCs)yu ri ju zeng ,da qi wu ran wen ti yu fa yan chong ,hen duo guo jia dui VOCsde pai fang zhi ding le geng yan ge de biao zhun ,yin ci ,xun qiu yi chong gao xiao 、huan bao 、di lian ju neng man zu geng yan ge de pai fang biao zhun de VOCskong zhi ji shu yi pai zai mei jie 。ben wen shi yong zhen tie kuang zuo wei qian qu ti ,ge cheng san chong α-Fe2O3fu zai jin shu yang hua wu (CeO2、Co3O4、NiO)fu ge cui hua ji 。bing tong guo XRD、BET、SEM、XPS、H2-TPRdeng biao zheng fang fa dui zhi bei de zhen tie kuang fu zai jin shu yang hua wu fu ge cui hua ji jin hang fen xi ,yan jiu ta men de hua xue cheng fen 、biao mian xing tai yi ji yang hua hai yuan neng li deng 。tong guo shi yan yan jiu le bu tong yin su (huo xing zu fen pei bi 、duan shao wen du 、chu shi nong du 、qi shi kong su )dui fu ge cui hua ji cui hua yang hua ben xing neng de ying xiang ,jie lun ru xia :(1)cai yong jin zi -duan shao fa zhi bei de CeO2/α-Fe2O3fu ge cui hua ji dui qi tai ben de jiang jie ju you liang hao de cui hua yang hua xing neng ,Ce/Fema er bi wei 0.3,500oCkong qi fen wei xia duan shao liang xiao shi de fu ge cui hua ji de cui hua yang hua xing neng zui jia ,zai ben chu shi nong du wei 1000mg/m3ji kong su wei 48000 h-1tiao jian xia ,gai cui hua ji zai 450oCfan ying wen du shi CO2shua ze xing ke da dao 86.7%。tong guo cui hua ji de biao zheng shu ju fen xi gai cui hua yang hua fan ying ji li fa xian ,bu fen Ceqian yi dao zhen tie kuang zhong xing cheng tie -shi gu rong ti ,er CeO2/α-Fe2O3fu ge cui hua ji cui hua xing neng de gai shan zhu yao yu Ceyu Fejian de xiang hu zuo yong er chan sheng de gao nong du biao mian yang wu zhi you guan 。(2)yi zhen tie kuang wei qian qu ti ,li yong jin zi -duan shao fa ge cheng de Co3O4/α-Fe2O3fu ge cui hua ji ju you jiao gao de qi tai ben cui hua yang hua huo xing 。Co3O4yu zhen tie kuang de ma er bi wei 0.6:1he duan shao wen du wei 500oCtiao jian xia zhi de de fu ge cui hua ji dui qi tai ben de cui hua yang hua ju you zui gao de cui hua xing neng ,fan ying wen du wei 400oCshi ,ben ke bei wan quan jiang jie ,ju ci shi CO2shua ze xing ke da dao 91.4%。Co3O4/α-Fe2O3fu ge cui hua ji hai ju you you yi de wen ding xing ,ben de cui hua huo xing zai 144 hchi xu fan ying zhong wei fa sheng bian hua ,gai cui hua ji zai shi ji gong ye ying yong zhong ju you yi ding de qian li 。tong guo cui hua ji de biao zheng jie guo fa xian ,xiang bi chun zhen tie kuang ,Co3O4/α-Fe2O3fu ge cui hua ji ju you jiao da de bi biao mian ji 、jiao gao de biao mian yang nong du he jiao jiang de yang hua hai yuan xing neng ,jun you li yu ben de cui hua yang hua 。(3)yi zhen tie kuang wei qian qu ti ,li yong jin zi -duan shao fa ge cheng le NiO/α-Fe2O3fu ge cui hua ji ,bing tong guo jiang jie jiao gao nong du qi tai ben kao cha NiO/α-Fe2O3fu ge cui hua ji de cui hua huo xing 。dang NiOyu zhen tie kuang de ma er bi wei 0.4:1he duan shao wen du wei 550oCshi zhi de de fu ge cui hua ji dui qi tai ben de cui hua yang hua ju you zui gao de cui hua xing neng ,fan ying wen du wei 460oCshi ,ben de zhuai hua lv jie jin 100%。tong guo cui hua ji de biao zheng jie guo fa xian ,biao mian xi fu yang zai cui hua yang hua fan ying zhong qi dao le zhi guan chong yao de zuo yong 。

论文参考文献

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自合肥工业大学的项莹,发表于刊物合肥工业大学2019-11-12论文,是一篇关于针铁矿论文,催化氧化论文,合肥工业大学2019-11-12论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自合肥工业大学2019-11-12论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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