Pd/Al 2 O 3 催化劑載體的改性及其對乙醇氧化性能的影響
發(fā)布時間:2022-01-01 21:05
揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOCs)被認(rèn)定為空氣污染物的主要貢獻(xiàn)者之一,對環(huán)境以及人類健康危害很大。催化氧化法是最有效的VOCs脫除技術(shù),而該方法的核心是催化劑的選擇。用于VOCs催化氧化的催化劑主要分為兩種:負(fù)載型貴金屬催化劑和非貴金屬氧化物催化劑,而負(fù)載型貴金屬催化劑則被證明是更加有效的催化劑。出于穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性考慮,Pd經(jīng)常被用作活性組分。對于負(fù)載型催化劑,載體的基本性質(zhì)會顯著地影響催化性能。對于Pd和Pt催化劑,傳統(tǒng)的Al2O3、ZrO2、CeO2、SiO2和TiO2等單一氧化物載體因本身存在某些缺陷而限制了其應(yīng)用。復(fù)合氧化物因其能夠在克服單一氧化物自身缺點(diǎn)的同時,保留各個氧化物的優(yōu)勢而得到廣泛關(guān)注。隨著能源危機(jī)的日益加劇,乙醇燃料被廣泛用作汽油的添加劑或者替代品,然而,尾氣中未燃燒的乙醇和不完全燃燒產(chǎn)物乙醛仍具有危害性。實(shí)驗(yàn)室之前研究了載體組成對Pd/Al2O3-TiO2催化劑乙醇氧化性能...
【文章來源】:太原理工大學(xué)山西省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:142 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
乙醇氧化反應(yīng)活性評價裝置流程簡圖
從圖中可以看出,除了 Pd/Al100 樣品以外,過 90%。通過對比還可以發(fā)現(xiàn),除了 Pd/Al10性稍低以外,其余催化劑沒有表現(xiàn)出明顯的活l2O3-TiO2催化劑比純 Al2O3和 TiO2負(fù)載的 Pd 催反應(yīng)中,以復(fù)合氧化物為載體的催化劑的性能。
催化劑之間有區(qū)別而且存在某些特殊的現(xiàn)象。因此,圖3-2 展示了不同催化劑在某些具體溫度時的乙醇轉(zhuǎn)化率隨 TiO2含量的變化曲線。該結(jié)果比較清晰的展示了在相同溫度下 TiO2含量對催化性能的影響。圖中出現(xiàn)了雙峰現(xiàn)象,即 Pd/AlTi20 和 Pd/AlTi80 催化劑的活性高于其余的催化劑。另外一個有趣的現(xiàn)象是,兩側(cè)的圖形呈現(xiàn)出對稱的形狀,即在 150 和 175℃時,TiO2含量較低的催化劑(Pd/AlTi(X)(X<50))比 TiO2含量高的催化劑(Pd/AlTi(100-X))的活性好;但是在 200 和 225℃時,規(guī)律卻是相反的,TiO2含量高的催化劑(Pd/AlTi(100-X) (X<50))表現(xiàn)的更好。圖 3-2 不同催化劑在特定溫度下的乙醇轉(zhuǎn)化率變化曲線Fig.3-2 Ethanol conversion for different catalysts at some special temperatures乙醇分子在貴金屬催化劑表面的氧化反應(yīng)普遍認(rèn)為遵循 L-H 機(jī)理[10],其中乙醇分子經(jīng)過多次的脫氫和最終的加氧反應(yīng)生成二氧化碳,而在未完全氧化之前,反應(yīng)存在其他副產(chǎn)物,實(shí)驗(yàn)檢測到的副產(chǎn)物包括一氧化碳、甲烷、乙醛和乙酸乙酯。從圖 3-3 中可以看出,幾種副產(chǎn)物產(chǎn)率的變化趨勢相似,均是隨著溫度的升高先增大后減小,區(qū)別在于各種物質(zhì)生成的溫度區(qū)間不同。其中,一氧化碳從 175℃時開始少量產(chǎn)生,200℃達(dá)到最大
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]催化氧化技術(shù)在可揮發(fā)性有機(jī)物處理的研究[J]. 趙倩,葛云麗,紀(jì)娜,宋春風(fēng),馬德剛,劉慶嶺. 化學(xué)進(jìn)展. 2016(12)
[2]VOCs控制技術(shù)研究進(jìn)展和發(fā)展趨勢[J]. 方寧杰. 四川化工. 2016(06)
[3]Characterization and reactivity of γ-Al2O3 supported Pd–Cu bimetallic nanocatalysts for the selective oxygenization of cyclopentene[J]. Wei-Wei Liu,Yi-Si Feng,Guang-Yu Wang,Wei-Wei Jiang,Hua-Jian Xu. Chinese Chemical Letters. 2016(06)
[4]揮發(fā)性有機(jī)物處理技術(shù)的特點(diǎn)與發(fā)展[J]. 李長英,陳明功,盛楠,劉啟飛,胡祖和,方敏,張濤. 化工進(jìn)展. 2016(03)
[5]催化燃燒法處理揮發(fā)性有機(jī)物的研究進(jìn)展[J]. 孫浩程,趙朝成,陳亞男,王卓. 現(xiàn)代化工. 2015(06)
[6]催化燃燒技術(shù)處理VOCs的研究進(jìn)展[J]. 彭雨程,王恒,馮俊小,張積浩. 環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展. 2015(03)
[7]揮發(fā)性有機(jī)物的控制技術(shù)進(jìn)展[J]. 李明哲,黃正宏,康飛宇. 化學(xué)工業(yè)與工程. 2015(03)
[8]冷凝法甲苯回收系統(tǒng)性能研究與優(yōu)化[J]. 鄭新,李紅旗,張偉,馬天琦. 低溫與超導(dǎo). 2015(02)
[9]城市大氣揮發(fā)性有機(jī)物排放源及來源解析[J]. 張桂芹,姜德超,李曼,魏征. 環(huán)境科學(xué)與技術(shù). 2014(S2)
[10]催化燃燒去除揮發(fā)性有機(jī)化合物的研究進(jìn)展[J]. 馬文嬌. 科技視界. 2014(32)
博士論文
[1]Pd/Al2O3-TiO2催化劑的改性及其對甲醇深度氧化性能的影響[D]. 郭玉玉.太原理工大學(xué) 2018
[2]負(fù)載型釕催化劑對VOCs的催化氧化研究[D]. 王健.中國科學(xué)院研究生院(過程工程研究所) 2016
[3]TiO2表面活性位調(diào)控及其對氣相甲苯吸附和光催化降解的影響[D]. 張帆.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2015
[4]等離子體協(xié)同催化脫除揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)的機(jī)理研究[D]. 竺新波.浙江大學(xué) 2015
[5]TiO2基光催化材料凈化室內(nèi)空氣中苯和甲苯的性能[D]. 陳坤洋.浙江大學(xué) 2014
[6]低溫等離子體凈化處理揮發(fā)性有機(jī)氣體技術(shù)研究[D]. 章旭明.浙江大學(xué) 2011
[7]吸附催化協(xié)同低溫等離子體降解有機(jī)廢氣[D]. 陳杰.浙江大學(xué) 2011
碩士論文
[1]Al摻雜TiO2介孔材料負(fù)載Pd催化劑上乙醇氧化的研究[D]. 朱靖.太原理工大學(xué) 2017
[2]載體組成對Pd/γ-Al2O3-TiO2催化劑上乙醇的完全氧化性能和晶型結(jié)構(gòu)的影響[D]. 楊成武.太原理工大學(xué) 2015
[3]多孔Pd/TiO2-Al2O3催化劑的制備及其對乙醇的完全氧化性能研究[D]. 王彥平.太原理工大學(xué) 2014
[4]添加Al2O3對TiO2晶型結(jié)構(gòu)和Pd催化劑上乙醇完全催化氧化性能的影響[D]. 趙金雙.太原理工大學(xué) 2013
本文編號:3562844
【文章來源】:太原理工大學(xué)山西省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:142 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
乙醇氧化反應(yīng)活性評價裝置流程簡圖
從圖中可以看出,除了 Pd/Al100 樣品以外,過 90%。通過對比還可以發(fā)現(xiàn),除了 Pd/Al10性稍低以外,其余催化劑沒有表現(xiàn)出明顯的活l2O3-TiO2催化劑比純 Al2O3和 TiO2負(fù)載的 Pd 催反應(yīng)中,以復(fù)合氧化物為載體的催化劑的性能。
催化劑之間有區(qū)別而且存在某些特殊的現(xiàn)象。因此,圖3-2 展示了不同催化劑在某些具體溫度時的乙醇轉(zhuǎn)化率隨 TiO2含量的變化曲線。該結(jié)果比較清晰的展示了在相同溫度下 TiO2含量對催化性能的影響。圖中出現(xiàn)了雙峰現(xiàn)象,即 Pd/AlTi20 和 Pd/AlTi80 催化劑的活性高于其余的催化劑。另外一個有趣的現(xiàn)象是,兩側(cè)的圖形呈現(xiàn)出對稱的形狀,即在 150 和 175℃時,TiO2含量較低的催化劑(Pd/AlTi(X)(X<50))比 TiO2含量高的催化劑(Pd/AlTi(100-X))的活性好;但是在 200 和 225℃時,規(guī)律卻是相反的,TiO2含量高的催化劑(Pd/AlTi(100-X) (X<50))表現(xiàn)的更好。圖 3-2 不同催化劑在特定溫度下的乙醇轉(zhuǎn)化率變化曲線Fig.3-2 Ethanol conversion for different catalysts at some special temperatures乙醇分子在貴金屬催化劑表面的氧化反應(yīng)普遍認(rèn)為遵循 L-H 機(jī)理[10],其中乙醇分子經(jīng)過多次的脫氫和最終的加氧反應(yīng)生成二氧化碳,而在未完全氧化之前,反應(yīng)存在其他副產(chǎn)物,實(shí)驗(yàn)檢測到的副產(chǎn)物包括一氧化碳、甲烷、乙醛和乙酸乙酯。從圖 3-3 中可以看出,幾種副產(chǎn)物產(chǎn)率的變化趨勢相似,均是隨著溫度的升高先增大后減小,區(qū)別在于各種物質(zhì)生成的溫度區(qū)間不同。其中,一氧化碳從 175℃時開始少量產(chǎn)生,200℃達(dá)到最大
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
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[2]VOCs控制技術(shù)研究進(jìn)展和發(fā)展趨勢[J]. 方寧杰. 四川化工. 2016(06)
[3]Characterization and reactivity of γ-Al2O3 supported Pd–Cu bimetallic nanocatalysts for the selective oxygenization of cyclopentene[J]. Wei-Wei Liu,Yi-Si Feng,Guang-Yu Wang,Wei-Wei Jiang,Hua-Jian Xu. Chinese Chemical Letters. 2016(06)
[4]揮發(fā)性有機(jī)物處理技術(shù)的特點(diǎn)與發(fā)展[J]. 李長英,陳明功,盛楠,劉啟飛,胡祖和,方敏,張濤. 化工進(jìn)展. 2016(03)
[5]催化燃燒法處理揮發(fā)性有機(jī)物的研究進(jìn)展[J]. 孫浩程,趙朝成,陳亞男,王卓. 現(xiàn)代化工. 2015(06)
[6]催化燃燒技術(shù)處理VOCs的研究進(jìn)展[J]. 彭雨程,王恒,馮俊小,張積浩. 環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展. 2015(03)
[7]揮發(fā)性有機(jī)物的控制技術(shù)進(jìn)展[J]. 李明哲,黃正宏,康飛宇. 化學(xué)工業(yè)與工程. 2015(03)
[8]冷凝法甲苯回收系統(tǒng)性能研究與優(yōu)化[J]. 鄭新,李紅旗,張偉,馬天琦. 低溫與超導(dǎo). 2015(02)
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[10]催化燃燒去除揮發(fā)性有機(jī)化合物的研究進(jìn)展[J]. 馬文嬌. 科技視界. 2014(32)
博士論文
[1]Pd/Al2O3-TiO2催化劑的改性及其對甲醇深度氧化性能的影響[D]. 郭玉玉.太原理工大學(xué) 2018
[2]負(fù)載型釕催化劑對VOCs的催化氧化研究[D]. 王健.中國科學(xué)院研究生院(過程工程研究所) 2016
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[4]等離子體協(xié)同催化脫除揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)的機(jī)理研究[D]. 竺新波.浙江大學(xué) 2015
[5]TiO2基光催化材料凈化室內(nèi)空氣中苯和甲苯的性能[D]. 陳坤洋.浙江大學(xué) 2014
[6]低溫等離子體凈化處理揮發(fā)性有機(jī)氣體技術(shù)研究[D]. 章旭明.浙江大學(xué) 2011
[7]吸附催化協(xié)同低溫等離子體降解有機(jī)廢氣[D]. 陳杰.浙江大學(xué) 2011
碩士論文
[1]Al摻雜TiO2介孔材料負(fù)載Pd催化劑上乙醇氧化的研究[D]. 朱靖.太原理工大學(xué) 2017
[2]載體組成對Pd/γ-Al2O3-TiO2催化劑上乙醇的完全氧化性能和晶型結(jié)構(gòu)的影響[D]. 楊成武.太原理工大學(xué) 2015
[3]多孔Pd/TiO2-Al2O3催化劑的制備及其對乙醇的完全氧化性能研究[D]. 王彥平.太原理工大學(xué) 2014
[4]添加Al2O3對TiO2晶型結(jié)構(gòu)和Pd催化劑上乙醇完全催化氧化性能的影響[D]. 趙金雙.太原理工大學(xué) 2013
本文編號:3562844
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