【摘要】：揮發(fā)性有機(jī)污染物(Volatile organic compounds,VOCs)是一類有毒有害的化學(xué)物質(zhì),直接排放到環(huán)境中會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染問題,甲硫醇(CH_3SH)作為VOCs中的一種,直接排放到空氣中會(huì)對(duì)人體健康和環(huán)境安全產(chǎn)生嚴(yán)重的危害。由于甲硫醇具有來(lái)源廣、毒性強(qiáng)以及危害性大等特性使其備受人們的關(guān)注,因此,尋求高效的方法治理甲硫醇變得刻不容緩。催化分解法作為一種高效、快捷,幾乎無(wú)污染的方法,在甲硫醇降解方面得到廣泛的研究。通過(guò)催化劑的作用,在不添加額外物質(zhì)的同時(shí),在一定的條件下可將甲硫醇催化分解為H_2S、CH_4等小分子物質(zhì),其中產(chǎn)生的H_2S可通過(guò)現(xiàn)成熟的H_2S處理工藝進(jìn)行去除,因此,催化分解法又被視為一種高效、安全甲硫醇治理方法。本論文通過(guò)選取不同系列金屬(堿金屬、過(guò)渡金屬以及稀土金屬)作為助劑,對(duì)HZSM-5沸石分子篩進(jìn)行改性,并將其用于甲硫醇的催化分解研究,通過(guò)對(duì)改性后催化劑的相關(guān)表征,探究助劑對(duì)HZSM-5沸石分子篩物化性質(zhì)的影響以及與甲硫醇催化活性及穩(wěn)定性之間的關(guān)系,為以后甲硫醇的催化治理提供可借鑒之處,主要研究結(jié)果如下:1)以堿金屬中的Na作為改性助劑,通過(guò)浸漬的方法將Na負(fù)載在HZSM-5沸石分子篩上,通過(guò)改變金屬助劑前驅(qū)體的含量,制備出不同負(fù)載量的n%Na-HZSM-5沸石分子篩催化劑,通過(guò)實(shí)驗(yàn)考察不同Na負(fù)載量的HZSM-5沸石分子篩對(duì)甲硫醇催化活性及穩(wěn)定性的影響。研究表明Na的添加明顯改變了催化劑對(duì)甲硫醇的催化活性及穩(wěn)定性。其中3%-Na/HZSM-5催化劑表現(xiàn)出最高的催化活性,其在475~oC下可實(shí)現(xiàn)甲硫醇的完全催化轉(zhuǎn)化,這是由于Na的添加減少了催化劑表面的強(qiáng)酸點(diǎn)位,增加了催化劑的堿性,從而提高了催化劑對(duì)酸性氣體甲硫醇的吸附及活化進(jìn)一步提高了催化劑的活性。隨著Na負(fù)載量的增加,在高負(fù)載下,催化劑骨架中的硅和鋁會(huì)溶出,從而破化了催化劑的結(jié)構(gòu)影響了其對(duì)甲硫醇的催化分解的活性及穩(wěn)定性。實(shí)驗(yàn)表明適當(dāng)?shù)腘a添加可以減少了催化劑在反應(yīng)過(guò)程中碳和硫的累積從而能進(jìn)一步提高催化劑的穩(wěn)定性,這是由于Na的添加消除了催化劑表面的強(qiáng)酸位點(diǎn),進(jìn)而減少了催化劑表面碳和硫的累積。2)選取過(guò)渡金屬中的Cr作為改性助劑,并采用浸漬的方式對(duì)HZSM-5進(jìn)行改性,通過(guò)調(diào)節(jié)前驅(qū)體的含量,制備不同Cr負(fù)載量的n%Cr-HZSM-5催化劑,并將其應(yīng)用于甲硫醇的催化分解研究。研究表明Cr的加入提高了催化劑的催化活性和穩(wěn)定性,這是由于Cr的添加提高了催化劑的氧化還原性能,此外,催化劑穩(wěn)定性的提高歸功于Cr提供了氧化性能,將催化劑表面的部分積碳氧化從而減少了積碳的形成。當(dāng)Cr的負(fù)載量低于2%時(shí),Cr物質(zhì)在催化劑表面以高度分散的形式存在,隨著Cr的負(fù)載量逐漸增加,部分Cr物質(zhì)開始進(jìn)入HZSM-5的孔道內(nèi)部,其中當(dāng)Cr的負(fù)載量為5%時(shí),由于孔道內(nèi)的Cr物種的存在,堵塞孔道,從而導(dǎo)致催化劑的氧化還原性能降低,使得催化劑的催化活性無(wú)法進(jìn)一步提升。3)對(duì)比性的研究不同系列堿金屬改性對(duì)甲硫醇催化分解過(guò)程的影響,采用Na、La和Cr作為改性金屬,通過(guò)等體積浸漬法對(duì)HZSM-5沸石分子篩進(jìn)行改性,制備出不同金屬改性的催化劑5%n-HZSM-5(n=Na、La和Cr),并將其用于甲硫醇催化分解實(shí)驗(yàn),通過(guò)一系列表征,探究不同系列金屬改性HZSM-5對(duì)甲硫醇催化分解過(guò)程的影響。結(jié)果表明:在高濃度Na的負(fù)載下,在Na浸漬的過(guò)程中會(huì)對(duì)HZSM-5沸石分子篩的骨架造成破壞,導(dǎo)致骨架中的部分硅和鋁溶出從而影響催化劑的活性及穩(wěn)定性。Cr改性HZSM-5沸石分子篩可以為催化劑提供氧化還原性能,而催化劑表面氧化還原性能的存在進(jìn)一步促進(jìn)了甲硫醇催化分解反應(yīng)的進(jìn)行。La改性HZSM-5沸石分子篩時(shí)通過(guò)調(diào)節(jié)催化劑表面的酸堿性,通過(guò)改變催化劑表面的酸性和堿性含量來(lái)營(yíng)造出一種合適酸堿特性,從而達(dá)到提高催化劑的催化活性的目的。
【圖文】：

2.1甲硫醇催化分解機(jī)理圖

2.2甲硫醇光催化氧化機(jī)理圖
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：X701

【參考文獻(xiàn)】

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2 趙銀中;;惡臭氣體危害及其處理技術(shù)[J];廣東化工;2014年13期

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5 龔娟;焦以飛;蘇慶泉;米萬(wàn)良;;沼氣中甲硫醇的兩段深度脫除法[J];現(xiàn)代化工;2013年11期

6 楊世迎;王雷雷;馮琳玉;趙臘娟;石超;;過(guò)二硫酸鹽降解堿液吸收的甲硫醇惡臭[J];環(huán)境科學(xué);2013年11期

7 方建朝;陳紹云;張永春;苑興洲;陳恒;;TS-1/H_2O_2催化氧化脫除CO_2氣體中甲硫醇的研究[J];天然氣化工(C1化學(xué)與化工);2013年05期

8 魏明蓉;張華;陸燕勤;;污水廠惡臭氣體治理技術(shù)概述[J];廣西輕工業(yè);2010年08期

9 成源海;張紅漫;胡耀池;黃和;應(yīng)漢杰;胡q，

本文編號(hào)：2694143