銀基催化劑上甲醛吸—脫附及催化氧化性能研究
發(fā)布時(shí)間:2020-12-05 14:43
甲醛(HCHO)是一種重要的室內(nèi)污染物,對(duì)環(huán)境和人類健康造成極大危害,因此,甲醛的消除越來越成為人們的研究熱點(diǎn)。催化氧化法是一種高效的甲醛去除方法,具有無二次污染,簡單易操作、能耗低、工藝成熟等優(yōu)點(diǎn)。相對(duì)廉價(jià)的銀(Ag)催化劑被認(rèn)為是一種具有較好發(fā)展?jié)摿Φ募兹┐呋趸呋瘎?但目前銀催化劑對(duì)甲醛氧化的反應(yīng)溫度仍然偏高。因此,本論文通過載體優(yōu)化、預(yù)處理?xiàng)l件調(diào)控和第二組分鈷(Co)的添加等方式提高銀催化劑對(duì)甲醛的低溫氧化活性,并系統(tǒng)研究了甲醛在銀基催化劑上的吸附-脫附行為以及催化劑結(jié)構(gòu)與反應(yīng)性能間的構(gòu)效關(guān)系,得到的主要研究結(jié)果如下:(1)通過甲醛程序升溫脫附曲線及甲醛吸附穿透曲線測定,研究了不同載體材料上甲醛吸附-脫附性能。研究結(jié)果表明,甲醛吸附容量與比表面積、孔容等孔參數(shù)密切相關(guān)。載體比表面積和孔容越大,甲醛吸附容量越大;孔徑越小,孔徑分布越窄,甲醛脫附越難。四種具有不同比表面積和孔道結(jié)構(gòu)的載體上甲醛吸附-脫附性能結(jié)果表明,具有規(guī)則孔道結(jié)構(gòu)、高比表面積的MCM-41介孔材料具有最強(qiáng)的甲醛化學(xué)吸附性能。并且,在Ag/MCM-41催化劑上,增加的甲醛低溫吸附位點(diǎn)為銀基催化劑上甲醛低溫催化氧化...
【文章來源】:大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:122 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
圖目錄
表目錄
主要符號(hào)與縮寫表
1 緒論
1.1 甲醛性質(zhì)與危害
1.1.1 甲醛的性質(zhì)
1.1.2 甲醛的危害
1.2 甲醛污染治理技術(shù)簡介
1.3 甲醛催化氧化技術(shù)中催化劑研究進(jìn)展
1.3.1 金屬氧化物催化劑
1.3.2 貴金屬催化劑
1.4 甲醛催化氧化反應(yīng)機(jī)理研究進(jìn)展
1.5 本論文的設(shè)計(jì)思路和研究內(nèi)容
1.5.1 選題依據(jù)及研究意義
1.5.2 研究內(nèi)容
2 實(shí)驗(yàn)部分
2.1 實(shí)驗(yàn)原料和儀器
2.2 催化劑甲醛反應(yīng)活性評(píng)價(jià)
2.3 催化劑的表征
2.3.1 比表面積測試(BET)
2.3.2 X-射線衍射(XRD)
2.3.3 紫外-可見分光光度儀(UV-Vis)
2-TPR)"> 2.3.4 程序升溫還原(H2-TPR)
2-TPD)"> 2.3.5 程序升溫脫附(O2-TPD)
2.3.6 透射電鏡測試(TEM)
2.3.7 元素分析(ICP-AES)
2.3.8 X射線光電子能譜(XPS)
2.3.9 程序升溫脫附(TPD)和程序升溫表面反應(yīng)(TPSR)
2.3.10 原位紅外測試(In situ FT-IR)
3 不同載體材料上甲醛吸附-脫附性能研究
3.1 引言
3.2 實(shí)驗(yàn)部分
3.2.1 材料制備
3.2.2 甲醛吸附穿透曲線測定
3.3 不同孔結(jié)構(gòu)氧化鋁材料上甲醛吸附-脫附性能研究
3.3.1 XRD表征結(jié)果
3.3.2 SEM表征結(jié)果
3.3.3 IR表征結(jié)果
3.3.4 BET表征結(jié)果
3.3.5 氧化鋁孔結(jié)構(gòu)形成的可能機(jī)制
3.3.6 氧化鋁樣品甲醛穿透曲線
3.3.7 氧化鋁樣品的甲醛脫附動(dòng)力學(xué)
3.4 不同載體材料上甲醛吸附-脫附性能研究
3.4.1 BET表征結(jié)果
3.4.2 不同載體材料的甲醛穿透曲線
3.4.3 不同載體材料的甲醛程序升溫脫附曲線(HCHO-TPD)
3.5 小結(jié)
4 Ag/MCM-41催化劑上甲醛催化氧化反應(yīng)機(jī)理研究
4.1 引言
4.2 催化劑制備及表征
4.2.1 催化劑制備
4.2.2 甲酸鹽定量
4.2.3 CO催化氧化反應(yīng)活性評(píng)價(jià)
4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
4.3.1 甲醛程序升溫表面反應(yīng)實(shí)驗(yàn)(HCHO-TPSR)
4.3.2 原位紅外實(shí)驗(yàn)結(jié)果(In situ FT-IR)
4.4 銀催化劑上甲醛催化氧化行為路徑討論
2CO2(a))"> 4.4.1 亞甲二氧基物種(H2CO2(a))
(a))"> 4.4.2 甲酸鹽物種(HCOO-Ag(a))
(a))"> 4.4.3 吸附態(tài)CO物種(CO(a))
(a))"> 4.4.4 甲酸鹽物種形成另一途徑(HCOO(a))
(a))"> 4.4.5 分子吸附形式甲醛(HCHO(a))
4.4.6 Ag/MCM-41催化劑上甲醛催化氧化反應(yīng)機(jī)理推斷
4.5 小結(jié)
5 氧氣預(yù)處理對(duì)Ag/MCM-41催化劑上甲醛催化氧化反應(yīng)性能的影響
5.1 引言
5.2 催化劑制備
5.3 催化劑表征結(jié)果
5.3.1 BET表征結(jié)果
5.3.2 廣角XRD表征結(jié)果
5.3.3 TEM表征結(jié)果
5.3.4 UV-Vis表征結(jié)果
2-TPR表征結(jié)果"> 5.3.5 H2-TPR表征結(jié)果
5.4 甲醛表面反應(yīng)活性測試(HCHO-TPSR)
5.5 甲醛吸附性能(HCHO-TPD和in situ FT-IR)
5.6 小結(jié)
6 雙金屬AgCo/APTES@MCM-41催化劑上甲醛催化氧化反應(yīng)性能研究
6.1 引言
6.2 催化劑制備
6.3 催化劑表征結(jié)果
6.3.1 小角和廣角XRD表征結(jié)果
6.3.2 TEM和HRTEM表征結(jié)果
6.3.3 BET表征結(jié)果
6.3.4 UV-Vis表征結(jié)果
6.3.5 XPS表征結(jié)果
2-TPR表征結(jié)果"> 6.3.6 H2-TPR表征結(jié)果
6.4 甲醛催化反應(yīng)活性測試
6.5 小結(jié)
7 結(jié)論與展望
7.1 結(jié)論
7.2 創(chuàng)新點(diǎn)
7.3 展望
參考文獻(xiàn)
作者簡介
攻讀博士學(xué)位期間科研項(xiàng)目及科研成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]CO oxidation over Co3O4/SiO2 catalysts:Effects of porous structure of silica and catalyst calcination temperature[J]. Jian Zheng 1,2,Wei Chu 1,2,Hui Zhang 3,Chengfa Jiang 2,Xiaoyan Dai 2 1.Key Laboratory of Green Chemistry and Technology of Ministry of Education and Department of Chemistry,Sichuan University,Chengdu 610064,Sichuan,China;2.Department of Chemical Engineering,Sichuan University,Chengdu 610065,Sichuan,China;3.Sichuan Provincial Research Institute of Safety Science and Technology,Chengdu 610012,Sichuan,China. Journal of Natural Gas Chemistry. 2010(06)
[2]載體對(duì)負(fù)載型金催化劑上甲醛催化氧化的影響[J]. 李洪芳,劉雪松,郭存霞,劉統(tǒng),羅孟飛,魯繼青. 催化學(xué)報(bào). 2009(10)
[3]Au/TiO2催化劑室溫催化燃燒甲醛的研究[J]. 金佳佳,史喜成,王東輝,賈佳,呂麗,張澤廷,金君素. 北京化工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2009(03)
[4]吸附反應(yīng)型甲醛去除劑的研制[J]. 郭光美,李淑芳,段惠敏,李景印,王云清. 環(huán)境與健康雜志. 2007(01)
[5]氧化錳八面體分子篩納米棒的合成及其催化甲醛低溫氧化性能[J]. 唐幸福,黃秀敏,邵建軍,劉俊龍,李永剛,徐奕德,申文杰. 催化學(xué)報(bào). 2006(02)
[6]改性活性炭纖維對(duì)甲醛吸附性能的研究[J]. 蔡健,胡將軍,張雁. 環(huán)境科學(xué)與技術(shù). 2004(03)
[7]建筑和裝飾材料的室內(nèi)污染對(duì)人體危害及預(yù)防措施[J]. 羅道成,易平貴,陳安國. 中國安全科學(xué)學(xué)報(bào). 2003(03)
[8]甲醛對(duì)小鼠精子毒作用實(shí)驗(yàn)[J]. 易建華,張敬華,高宇香. 工業(yè)衛(wèi)生與職業(yè)病. 2000(05)
[9]甲醛對(duì)豚鼠肺巨噬細(xì)胞DNA的損傷作用[J]. 董紅燕,劉君卓,陳冠英. 環(huán)境與健康雜志. 1998(06)
[10]甲醛職業(yè)暴露與胃癌關(guān)系的回顧性隊(duì)列研究[J]. 劉金玲,崔毅,賈崇奇,楊淑儀,梁麗娟,路長明,杜慶豐,梁軍. 中國慢性病預(yù)防與控制. 1998(04)
碩士論文
[1]以氧化鋯柱撐粘土為載體的負(fù)載型金催化劑對(duì)甲醛氧化反應(yīng)的研究[D]. 張雁冰.內(nèi)蒙古大學(xué) 2006
[2]分子篩吸附劑對(duì)甲醛分子吸附性能的研究[D]. 李翠紅.大連理工大學(xué) 2005
本文編號(hào):2899615
【文章來源】:大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:122 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
圖目錄
表目錄
主要符號(hào)與縮寫表
1 緒論
1.1 甲醛性質(zhì)與危害
1.1.1 甲醛的性質(zhì)
1.1.2 甲醛的危害
1.2 甲醛污染治理技術(shù)簡介
1.3 甲醛催化氧化技術(shù)中催化劑研究進(jìn)展
1.3.1 金屬氧化物催化劑
1.3.2 貴金屬催化劑
1.4 甲醛催化氧化反應(yīng)機(jī)理研究進(jìn)展
1.5 本論文的設(shè)計(jì)思路和研究內(nèi)容
1.5.1 選題依據(jù)及研究意義
1.5.2 研究內(nèi)容
2 實(shí)驗(yàn)部分
2.1 實(shí)驗(yàn)原料和儀器
2.2 催化劑甲醛反應(yīng)活性評(píng)價(jià)
2.3 催化劑的表征
2.3.1 比表面積測試(BET)
2.3.2 X-射線衍射(XRD)
2.3.3 紫外-可見分光光度儀(UV-Vis)
2-TPR)"> 2.3.4 程序升溫還原(H2-TPR)
2-TPD)"> 2.3.5 程序升溫脫附(O2-TPD)
2.3.6 透射電鏡測試(TEM)
2.3.7 元素分析(ICP-AES)
2.3.8 X射線光電子能譜(XPS)
2.3.9 程序升溫脫附(TPD)和程序升溫表面反應(yīng)(TPSR)
2.3.10 原位紅外測試(In situ FT-IR)
3 不同載體材料上甲醛吸附-脫附性能研究
3.1 引言
3.2 實(shí)驗(yàn)部分
3.2.1 材料制備
3.2.2 甲醛吸附穿透曲線測定
3.3 不同孔結(jié)構(gòu)氧化鋁材料上甲醛吸附-脫附性能研究
3.3.1 XRD表征結(jié)果
3.3.2 SEM表征結(jié)果
3.3.3 IR表征結(jié)果
3.3.4 BET表征結(jié)果
3.3.5 氧化鋁孔結(jié)構(gòu)形成的可能機(jī)制
3.3.6 氧化鋁樣品甲醛穿透曲線
3.3.7 氧化鋁樣品的甲醛脫附動(dòng)力學(xué)
3.4 不同載體材料上甲醛吸附-脫附性能研究
3.4.1 BET表征結(jié)果
3.4.2 不同載體材料的甲醛穿透曲線
3.4.3 不同載體材料的甲醛程序升溫脫附曲線(HCHO-TPD)
3.5 小結(jié)
4 Ag/MCM-41催化劑上甲醛催化氧化反應(yīng)機(jī)理研究
4.1 引言
4.2 催化劑制備及表征
4.2.1 催化劑制備
4.2.2 甲酸鹽定量
4.2.3 CO催化氧化反應(yīng)活性評(píng)價(jià)
4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
4.3.1 甲醛程序升溫表面反應(yīng)實(shí)驗(yàn)(HCHO-TPSR)
4.3.2 原位紅外實(shí)驗(yàn)結(jié)果(In situ FT-IR)
4.4 銀催化劑上甲醛催化氧化行為路徑討論
2CO2(a))"> 4.4.1 亞甲二氧基物種(H2CO2(a))
(a))"> 4.4.2 甲酸鹽物種(HCOO-Ag(a))
(a))"> 4.4.3 吸附態(tài)CO物種(CO(a))
(a))"> 4.4.4 甲酸鹽物種形成另一途徑(HCOO(a))
(a))"> 4.4.5 分子吸附形式甲醛(HCHO(a))
4.4.6 Ag/MCM-41催化劑上甲醛催化氧化反應(yīng)機(jī)理推斷
4.5 小結(jié)
5 氧氣預(yù)處理對(duì)Ag/MCM-41催化劑上甲醛催化氧化反應(yīng)性能的影響
5.1 引言
5.2 催化劑制備
5.3 催化劑表征結(jié)果
5.3.1 BET表征結(jié)果
5.3.2 廣角XRD表征結(jié)果
5.3.3 TEM表征結(jié)果
5.3.4 UV-Vis表征結(jié)果
2-TPR表征結(jié)果"> 5.3.5 H2-TPR表征結(jié)果
5.4 甲醛表面反應(yīng)活性測試(HCHO-TPSR)
5.5 甲醛吸附性能(HCHO-TPD和in situ FT-IR)
5.6 小結(jié)
6 雙金屬AgCo/APTES@MCM-41催化劑上甲醛催化氧化反應(yīng)性能研究
6.1 引言
6.2 催化劑制備
6.3 催化劑表征結(jié)果
6.3.1 小角和廣角XRD表征結(jié)果
6.3.2 TEM和HRTEM表征結(jié)果
6.3.3 BET表征結(jié)果
6.3.4 UV-Vis表征結(jié)果
6.3.5 XPS表征結(jié)果
2-TPR表征結(jié)果"> 6.3.6 H2-TPR表征結(jié)果
6.4 甲醛催化反應(yīng)活性測試
6.5 小結(jié)
7 結(jié)論與展望
7.1 結(jié)論
7.2 創(chuàng)新點(diǎn)
7.3 展望
參考文獻(xiàn)
作者簡介
攻讀博士學(xué)位期間科研項(xiàng)目及科研成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]CO oxidation over Co3O4/SiO2 catalysts:Effects of porous structure of silica and catalyst calcination temperature[J]. Jian Zheng 1,2,Wei Chu 1,2,Hui Zhang 3,Chengfa Jiang 2,Xiaoyan Dai 2 1.Key Laboratory of Green Chemistry and Technology of Ministry of Education and Department of Chemistry,Sichuan University,Chengdu 610064,Sichuan,China;2.Department of Chemical Engineering,Sichuan University,Chengdu 610065,Sichuan,China;3.Sichuan Provincial Research Institute of Safety Science and Technology,Chengdu 610012,Sichuan,China. Journal of Natural Gas Chemistry. 2010(06)
[2]載體對(duì)負(fù)載型金催化劑上甲醛催化氧化的影響[J]. 李洪芳,劉雪松,郭存霞,劉統(tǒng),羅孟飛,魯繼青. 催化學(xué)報(bào). 2009(10)
[3]Au/TiO2催化劑室溫催化燃燒甲醛的研究[J]. 金佳佳,史喜成,王東輝,賈佳,呂麗,張澤廷,金君素. 北京化工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2009(03)
[4]吸附反應(yīng)型甲醛去除劑的研制[J]. 郭光美,李淑芳,段惠敏,李景印,王云清. 環(huán)境與健康雜志. 2007(01)
[5]氧化錳八面體分子篩納米棒的合成及其催化甲醛低溫氧化性能[J]. 唐幸福,黃秀敏,邵建軍,劉俊龍,李永剛,徐奕德,申文杰. 催化學(xué)報(bào). 2006(02)
[6]改性活性炭纖維對(duì)甲醛吸附性能的研究[J]. 蔡健,胡將軍,張雁. 環(huán)境科學(xué)與技術(shù). 2004(03)
[7]建筑和裝飾材料的室內(nèi)污染對(duì)人體危害及預(yù)防措施[J]. 羅道成,易平貴,陳安國. 中國安全科學(xué)學(xué)報(bào). 2003(03)
[8]甲醛對(duì)小鼠精子毒作用實(shí)驗(yàn)[J]. 易建華,張敬華,高宇香. 工業(yè)衛(wèi)生與職業(yè)病. 2000(05)
[9]甲醛對(duì)豚鼠肺巨噬細(xì)胞DNA的損傷作用[J]. 董紅燕,劉君卓,陳冠英. 環(huán)境與健康雜志. 1998(06)
[10]甲醛職業(yè)暴露與胃癌關(guān)系的回顧性隊(duì)列研究[J]. 劉金玲,崔毅,賈崇奇,楊淑儀,梁麗娟,路長明,杜慶豐,梁軍. 中國慢性病預(yù)防與控制. 1998(04)
碩士論文
[1]以氧化鋯柱撐粘土為載體的負(fù)載型金催化劑對(duì)甲醛氧化反應(yīng)的研究[D]. 張雁冰.內(nèi)蒙古大學(xué) 2006
[2]分子篩吸附劑對(duì)甲醛分子吸附性能的研究[D]. 李翠紅.大連理工大學(xué) 2005
本文編號(hào):2899615
本文鏈接:http://sikaile.net/shengtaihuanjingbaohulunwen/2899615.html
最近更新
教材專著