本文選題：貴金屬催化劑　切入點：VOCs　出處：《浙江師范大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)是一類較常見的大氣污染物,催化燃燒技術(shù)是治理VOCs最經(jīng)濟(jì)、高效的方法之一,該方法的核心是催化劑。含氯揮發(fā)性有機(jī)物(CVOCs)是VOCs中比較嚴(yán)重的污染物,可對臭氧層、生態(tài)環(huán)境和人類健康等造成持久的、積累性的影響。由于Al2O3是典型的路易斯(Lewis)酸,有利于CVOCs分子的吸附,所以對于CVOCs的消除一般采用A1基催化劑。但A1基催化劑對CVOCs的降解性能還不足以工業(yè)應(yīng)用。雖然研究發(fā)現(xiàn)催化劑的氧化還原性和表面酸性是影響催化劑降解CVOCs性能的重要因素,但是CVOCs在Al基催化劑表面氧化反應(yīng)的機(jī)理尚沒有統(tǒng)一的說法,不利于CVOCs消除催化劑研發(fā)工作的開展。此外,隨著霧霾天氣頻繁出現(xiàn),機(jī)動車尾氣污染也受到人們的廣泛關(guān)注。三效催化劑(TWCs)是最高效消除汽車尾氣污染的技術(shù),它可以在理論空燃比條件下同時高效凈化汽車尾氣中的HC, CO以及NOx。目前主流的三效催化劑以貴金屬(Pt、Rh、Pd等)為活性組分,Ce基復(fù)合氧化物為助劑,高比表面積的Al2O3和堇青石蜂窩陶瓷分別作為涂層和載體。然而,汽車尾氣中的溫度可高達(dá)1050℃,水蒸氣的含量也高達(dá)10%,使得TWCs的活性組分易燒結(jié)而導(dǎo)致催化劑活性降低甚至失活。因此,探究水熱老化過程中TWCs的結(jié)構(gòu)變化,提高催化劑的水熱穩(wěn)定性成為亟需攻克的難題。本論文圍繞以上兩方面內(nèi)容開展了如下工作：1、以Al2O3為載體,利用分步浸漬法制備了Rh/xCeO2/Al2O3催化劑。以二氯甲烷(CH2Cl2, DCM)氧化反應(yīng)為模型,探究CH2Cl2在負(fù)載型Al基催化劑上的反應(yīng)機(jī)理。實驗發(fā)現(xiàn),Al2O3負(fù)載的Rh催化劑能夠高效促進(jìn)CH2Cl2的分解,但產(chǎn)物中有一氯甲烷(CH3Cl, MCM)產(chǎn)生,再次污染環(huán)境。在負(fù)載貴金屬Rh之前,通過添加Ce02后,催化劑的CH2Cl2氧化活性開始降低,隨著Ce02添加量的增多,催化劑的活性降低越明顯。但有趣的是副產(chǎn)物中CH3Cl的選擇性卻大大降低。研究表明,催化劑表面的強Lewis酸性位是CH2Cl2分解的活性中心,而中間產(chǎn)物CH3Cl的氧化與催化劑的氧化還原性能及氧空位濃度密切相關(guān)。結(jié)合催化劑表征數(shù)據(jù)和反應(yīng)產(chǎn)物的分析結(jié)果,提出了CH2Cl2在Rh/xCeO2/Al2O3催化劑上的氧化反應(yīng)機(jī)理。2、通過浸漬法制備了載體經(jīng)不同溫度焙燒的Pd/La-Al2O3、Pd/Ce-Zr催化劑。將新鮮的催化劑在1050℃、10%H2O(g)的水熱條件下處理4h后得到老化的催化劑。以CO和C3H8的完全氧化為反應(yīng)模型,測試催化劑老化前后的活性變化,以考查其水熱穩(wěn)定性,并通過BET、XRD、TPR、CO吸附等表征技術(shù),分析催化劑老化前后的結(jié)構(gòu)變化,試圖建立了催化劑的構(gòu)效關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn),催化劑的還原性能和Pd顆粒尺寸的變化是影響催化劑老化后活性改變的重要原因。通過提高載體預(yù)處理溫度,可以一定程度上提高催化劑中PdOx物種與載體的相互作用,進(jìn)而提高催化劑的抗水熱老化性能。CO在催化劑Pd/La-Al2O3和Pd/Ce-Zr上氧化反應(yīng)的轉(zhuǎn)化頻率(TOF)與催化劑的氧化還原性能密切相關(guān),而C3H8在催化劑上完全氧化的TOF主要與催化劑表面Pd粒子尺寸相關(guān),大顆粒的Pd更有利于C3H8催化氧化。3、采用三種不同方法制備了La2O3修飾的La-Al2O3材料。La-Al2O3分別經(jīng)不同溫度(500、1000和1200℃)焙燒后,利用BET、XRD以及熒光光譜等技術(shù)對焙燒后的La-Al2O3材料進(jìn)行了物化性能表征。結(jié)果表明,La2O3的添加可以抑制在高溫條件下Al2O3向α-Al2O3(熱力學(xué)穩(wěn)定態(tài))的轉(zhuǎn)變，，使Al2O3保持較高的比表面積。在三種La2O3的添加方式中,以La(NO3)3為前驅(qū)體的浸漬法效果最好,制得的改性La-Al2O3材料經(jīng)1200℃焙燒4 h后的比表面積(30 m2·g-1),是純Al2O3樣品經(jīng)同等條件焙燒后比表面積的2.2倍。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：浙江師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：X734.2;O643.36

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1599070