隨著近些年我國經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展,工業(yè)和制造業(yè)的規(guī)模得到了大幅度的提升,然而伴隨而來的是久居高位不下的揮發(fā)性有機(jī)化合物(簡稱VOCs)的排放量。VOCs的排放不僅會對環(huán)境造成影響,形成霧霾、破壞臭氧層,還對人體健康有著巨大的危害。因此解決VOCs的排放問題迫在眉睫。目前的治理手段中,催化氧化法是最環(huán)保和高效的處理方式,而它的核心在于對高效的催化劑材料的選擇。本文通過水熱法合成了以膨脹石墨(簡稱EG)為載體、MnO₂為活性組分的新型MnO₂/EG復(fù)合催化劑,通過一系列表征測試分析了材料的結(jié)構(gòu)、形貌和化學(xué)性質(zhì)。同時,以甲苯為VOCs特征污染物,引入微波加熱輔助催化的方式研究了材料在微波反應(yīng)器和管式爐的兩種不同加熱方式下,催化劑對甲苯的催化氧化活性,并且通過改變反應(yīng)的氣體空速、甲苯初始濃度和氣體相對濕度,研究了催化劑的適用范圍并對催化反應(yīng)的反應(yīng)動力學(xué)進(jìn)行了計算,結(jié)合表征結(jié)果對催化反應(yīng)進(jìn)行了詳細(xì)的分析。本文的主要內(nèi)容與結(jié)論如下:(1)本文采用水熱法合成了新型的MnO₂/EG催化劑并進(jìn)行了一系列的表征測試,SEM和XRD表征結(jié)果顯示,...

【文章頁數(shù)】：107 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景
    1.2 VOCs研究現(xiàn)狀
        1.2.1 VOCs的來源及其危害
        1.2.2 VOCs的治理
    1.3 不同材料在催化氧化VOCs領(lǐng)域的應(yīng)用
        1.3.1 貴金屬催化劑
        1.3.2 非貴金屬催化劑
        1.3.3 復(fù)合材料催化劑
    1.4 膨脹石墨材料
        1.4.1 膨脹石墨的結(jié)構(gòu)與特性
        1.4.2 膨脹石墨的制備方法
        1.4.3 膨脹石墨的應(yīng)用現(xiàn)狀
    1.5 微波技術(shù)
        1.5.1 微波加熱的原理與特點
        1.5.2 微波技術(shù)在催化領(lǐng)域的應(yīng)用
    1.6 本文的研究內(nèi)容和意義
第二章 實驗材料及研究方法
    2.1 實驗試劑及儀器設(shè)備
        2.1.1 實驗試劑
        2.1.2 實驗儀器設(shè)備
    2.2 催化材料的制備
    2.3 催化劑的表征與測試
    2.4 催化劑活性評價及評價裝置
    2.5 本章小結(jié)
第三章 催化劑的表征測試分析
    3.1 引言
    3.2 催化劑的結(jié)構(gòu)與形貌分析
        3.2.1 XRD分析
        3.2.2 SEM分析
        3.2.3 BET分析
        3.2.4 材料表面潤濕性的分析
        3.2.5 VNA分析
    3.3 催化劑的化學(xué)性質(zhì)分析
        3.3.1 FTIR分析
        3.3.2 XPS分析
        3.3.3 化學(xué)滴定法確定Mn的價態(tài)與含量和不同材料的導(dǎo)電性
        3.3.4 Boehm法測定材料所含氧官能團(tuán)
        3.3.5 H₂-TPR分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 MnO₂/EG復(fù)合材料在管式爐下對甲苯的催化氧化研究
    4.1 引言
    4.2 催化劑對甲苯的吸附性能
    4.3 不同反應(yīng)條件對催化劑活性的影響
        4.3.1 不同負(fù)載量的MnO₂/EG對催化性能的影響
        4.3.2 不同空速對催化性能的影響
        4.3.3 不同甲苯初始濃度對催化性能的影響
        4.3.4 不同水蒸氣含量對甲苯的催化性能的影響
        4.3.5 催化劑壽命分析
    4.4 不同材料催化動力學(xué)初步分析
        4.4.1 催化反應(yīng)的反應(yīng)速率
        4.4.2 催化反應(yīng)的活化能
    4.5 本章小結(jié)
第五章 MnO₂/EG復(fù)合材料在微波反應(yīng)器中對甲苯的催化氧化研究
    5.1 引言
    5.2 不同材料在微波加熱下的性能
    5.3 不同反應(yīng)條件對催化劑活性的影響
        5.3.1 不同微波功率對直接降解甲苯的影響
        5.3.2 不同負(fù)載量MnO₂/EG對催化性能的影響
        5.3.3 不同空速對催化性能的影響
        5.3.4 不同甲苯初始濃度對催化性能的影響
        5.3.5 不同水蒸氣含量對甲苯的催化性能的影響
        5.3.6 催化劑壽命分析
    5.4 不同材料催化反應(yīng)動力學(xué)初步分析
        5.4.1 催化反應(yīng)的反應(yīng)速率
        5.4.2 催化反應(yīng)的反應(yīng)活化能
    5.5 微波加熱與傳統(tǒng)加熱的對比分析
        5.5.1 加熱方式對不同催化劑活性的影響
        5.5.2 加熱方式對催化劑的耐水性能的影響
        5.5.3 加熱方式對催化反應(yīng)活化能的影響
        5.5.4 加熱方式對催化劑壽命的影響
    5.6 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
    總結(jié)
    展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
附件



本文編號：3871285