【摘要】：無意產(chǎn)生的持久性有機污染物(UPOPs)是一類在金屬冶煉、廢物焚燒等熱過程中產(chǎn)生的有毒副產(chǎn)物,其中六氯苯(HCB)排放濃度高且難被降解。催化分解對氯代有機物有較好的降解作用,本文旨在開發(fā)對HCB具有高效降解作用的催化劑并研究其對HCB催化分解效率和機理。開發(fā)了無溶劑快速制備釩系催化劑的固相球磨法,制備出釩鈦催化劑(VTi-BM)。與傳統(tǒng)浸漬法制備的釩鈦催化劑(VTi-WI)相比,VTi-BM對HCB具有更高的活性和更好的穩(wěn)定性。在反應(yīng)溫度高于270 oC時,VTi-BM對HCB的去除效率高于60%,且經(jīng)過10 h以上的連續(xù)反應(yīng)后,催化劑活性沒有明顯降低。此外,VTi-BM催化分解HCB反應(yīng)速率較快,HCB的安瓿瓶催化分解反應(yīng)30 min時降解完全,中間產(chǎn)物有TCBQ、TCCD和DCMA。球磨過程改善了催化劑結(jié)構(gòu)特性,其表面釩氧物種分散性好、有更多表面缺陷、化學(xué)吸附氧含量高、氧化還原能力強以及表面強酸位多,從而表現(xiàn)了更高的反應(yīng)活性。制備出摻雜過渡金屬元素改性的釩鈦催化劑(VMTi),研究發(fā)現(xiàn),W、Cr和Mo的摻雜提高了催化劑活性;而摻雜Ce、Cu、Mn或Co則降低了VTi-BM的催化活性。摻雜W的釩鈦催化劑(VWTi)對HCB的催化活性最高,在300 oC下對HCB的去除效率高于80%,且性能穩(wěn)定。VWTi對HCB催化分解反應(yīng)速率最快,安瓿瓶催化分解反應(yīng)20 min對HCB的去除效率高達90%,中間產(chǎn)物也是TCBQ、TCCD和DCMA,但產(chǎn)量極少。VWTi的比表面積最大、表面有WO3結(jié)晶相、含有最高的Oα濃度和較高的表面酸性,可能會使催化劑表面暴露更多的活性位、促進V_2O_5在載體表面的分散性并增加表面Br?nsted酸位、具有更多的表面氧空位和化學(xué)吸附氧。為尋找最佳催化劑配方,本文針對活性較高的VTi-BM和VWTi開展了負載量實驗,得出最佳鎢負載量約為5 at.%,最佳釩負載量為5-7 at.%。
[Abstract]:Unintentionally produced persistent organic pollutant (UPOPs) is a kind of toxic by-products produced in the thermal processes of metal smelting and waste incineration. The HCB emission concentration is high and it is difficult to be degraded. Catalytic decomposition has good degradation effect on chlorinated organic compounds. The purpose of this paper is to develop a catalyst with high efficiency for degradation of HCB and to study its catalytic decomposition efficiency and mechanism for HCB. Vanadium titanium catalyst (VTi-BM) was prepared by solid phase milling method. Compared with the vanadium titanium catalyst (VTi-WI) prepared by traditional impregnation method, VTi-BM has higher activity and better stability to HCB. When the reaction temperature was above 270 oC, the removal efficiency of HCB by VTi-BM was higher than 60%, and the catalytic activity did not decrease after 10 h of continuous reaction. In addition, the rate of VTi-BM catalytic decomposition of HCB was faster, and the catalytic decomposition of HCB ampoule for 30 min was complete, and the intermediate products were TCBQ,TCCD and DCMA.. The structure of the catalyst was improved by ball milling. The vanadium and oxygen species on the surface showed better dispersion, more surface defects, higher chemisorbed oxygen content, stronger redox ability and more strong acid sites on the surface, which showed higher reaction activity. The (VMTi), study of vanadium and titanium catalysts modified by transition metal elements showed that the doping of WnCr and Mo increased the activity of the catalysts, while the doping of Ce,Cu,Mn or Co decreased the catalytic activity of VTi-BM. W doped vanadium titanium catalyst (VWTi) has the highest catalytic activity for HCB, and the removal efficiency of HCB at 300 oC is higher than that of 80%, and its performance is stable. The rate of VWTi catalytic decomposition of HCB is the fastest. The removal efficiency of HCB was as high as 90% in ampoule catalytic decomposition reaction for 20 min. The intermediate products were also TCBQ,TCCD and DCMA, but the yield was very small. The surface area of VWTi was the largest, with WO3 crystalline phase on the surface, the highest O 偽 concentration and high surface acidity. It may expose more active sites on the surface of the catalyst, promote the dispersion of V_2O_5 on the surface of the support, increase the acid site of Br?nsted on the surface, and have more surface oxygen vacancies and chemisorbed oxygen. In order to find the best catalyst formula, the loading amount experiments were carried out for VTi-BM and VWTi with high activity. The results showed that the best tungsten loading amount was about 5 at.%, and the best vanadium loading amount was 5-7 at.%..
【學(xué)位授予單位】：清華大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：O643.36;X592

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本文編號：2412479