本文關(guān)鍵詞：陽極氧化一體化催化劑的開發(fā)及其在VOCs催化燃燒中的應(yīng)用

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【摘要】：揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOCs)作為霧霾天氣的一個(gè)重要前驅(qū)物,嚴(yán)重危害人類身體健康,被視為最嚴(yán)重的污染物之一。催化燃燒法以其起燃溫度低、催化效率高而成為目前最有前景的一種治理方法。然而,目前開發(fā)的催化劑具有壓降高、導(dǎo)熱性差、難塑型等缺點(diǎn),因此,制備一種壓降低、導(dǎo)熱性好、催化效率高的一體化催化劑成為研究重點(diǎn)。本論文研究了新型陽極氧化一體化催化劑在中高溫及低溫VOCs催化燃燒反應(yīng)系統(tǒng)中的應(yīng)用,并對其反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了分析。在中高溫反應(yīng)區(qū),以甲苯催化燃燒為反應(yīng)體系。討論了競爭吸附法中競爭吸附劑及不同競爭吸附方法對Pt基催化劑性能的影響,制得了高分散度低含量的Pt/y-Al2O3一體化催化劑。通過TPR、SEM、EDS、EPMA的表征分析,優(yōu)選乳酸作為最佳競爭吸附劑,同時(shí)競爭吸附法為最佳制備方法,提出了預(yù)競爭吸附與同時(shí)競爭吸附法的機(jī)理。此外,實(shí)驗(yàn)中通過摻雜鉀助劑對催化劑進(jìn)行改性。討論了鉀的不同摻雜方式及不同含量對催化性能的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn)鉀的加入使甲苯反應(yīng)溫度降低了30℃；對比分步浸漬和同時(shí)浸漬鉀的催化劑性能,發(fā)現(xiàn)分步浸漬法制備的催化劑表現(xiàn)出更加優(yōu)良的催化效果；對優(yōu)選的催化劑進(jìn)行抗性研究,發(fā)現(xiàn)改性后的催化劑具有優(yōu)良的抗水性,但抗氯性仍有待提高。在低溫反應(yīng)區(qū),以甲醛催化燃燒為反應(yīng)體系,發(fā)現(xiàn)勃姆體表面豐富的羥基使得其對甲醛有很強(qiáng)的吸附性能,實(shí)現(xiàn)了Pt/AlOOH一體化催化劑在低溫甲醛催化燃燒中的應(yīng)用。為了進(jìn)一步提高催化劑的催化性能降低反應(yīng)溫度,本論文分別對普通浸漬法、超聲浸漬法和共浸漬法的制備工藝進(jìn)行了探索對比,共浸漬法由于浸漬過程伴隨有水合過程的參加而成為最利于活性組分負(fù)載的方法,制備得到的催化劑在60℃能使200ppm的甲醛全部轉(zhuǎn)化。
【關(guān)鍵詞】：VOCs催化燃燒 一體化催化劑 勃姆體 甲苯 甲醛
【學(xué)位授予單位】：華東理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X701;O643.36
【目錄】：

• 摘要5-6
• abstract6-11
• 引言11-13
• 第1章 文獻(xiàn)綜述13-26
• 1.1 VOCs簡述13-17
• 1.1.1 VOCs的定義及來源13-14
• 1.1.2 VOCs的危害及其排放限值規(guī)范14-17
• 1.1.2.1 甲苯的危害及其排放限值規(guī)范14-15
• 1.1.2.2 甲醛的危害及其排放限值規(guī)范15-17
• 1.2 國內(nèi)外傳統(tǒng)VOCs處理技術(shù)分析17-18
• 1.3 催化燃燒技術(shù)發(fā)展綜述18-24
• 1.3.1 催化燃燒技術(shù)簡介18
• 1.3.2 催化燃燒催化劑的發(fā)展18-22
• 1.3.2.1 傳統(tǒng)顆粒及粉末狀催化劑19
• 1.3.2.2 傳統(tǒng)整體式催化劑19-21
• 1.3.2.3 新型一體化催化劑21-22
• 1.3.3 VOCs催化燃燒機(jī)理的研究22-24
• 1.3.3.1 甲苯催化燃燒催化劑的應(yīng)用及機(jī)理研究22-23
• 1.3.3.2 甲醛催化燃燒催化劑的應(yīng)用及機(jī)理研究23-24
• 1.4 選題意義及前期工作回顧24-25
• 1.5 研究內(nèi)容及結(jié)構(gòu)框架25-26
• 第2章 實(shí)驗(yàn)部分26-32
• 2.1 實(shí)驗(yàn)藥品與設(shè)備26-27
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)原料26
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)過程中所用儀器和設(shè)備26-27
• 2.2 催化劑的制備27-29
• 2.2.1 甲苯催化燃燒催化劑的制備27-28
• 2.2.2 甲醛催化燃燒催化劑的制備28-29
• 2.3 催化劑表征29-30
• 2.3.1 電子探針(EPMA)29
• 2.3.2 真空掃描式電子顯微鏡(SEM)29
• 2.3.3 比表面積分析儀(BET)29
• 2.3.4 電感耦合等離子體(ICP-AES)29
• 2.3.5 氫氣程序升溫還原(H_2-TPR)29
• 2.3.6 CO脈沖(CO-pulse)29-30
• 2.4 實(shí)驗(yàn)反應(yīng)評價(jià)系統(tǒng)30-32
• 2.4.1 評價(jià)裝置30
• 2.4.2 分析系統(tǒng)30-31
• 2.4.3 實(shí)驗(yàn)計(jì)算方法31-32
• 第3章 一體化催化劑在中高溫VOCs催化燃燒系統(tǒng)中的應(yīng)用32-44
• 3.1 競爭吸附劑的影響32-37
• 3.2 競爭吸附方法的影響37-41
• 3.2.1 預(yù)競爭與同時(shí)競爭吸附的工藝條件探索37-39
• 3.2.2 預(yù)競爭吸附與同時(shí)競爭吸附方法的比較39
• 3.2.3 預(yù)競爭與同時(shí)競爭吸附方法機(jī)理研究39-41
• 3.3 優(yōu)化催化劑穩(wěn)定性及抗性研究41-42
• 3.4 本章小結(jié)42-44
• 第4章 摻雜K的一體化催化劑在中高溫VOCs催化燃燒系統(tǒng)中的應(yīng)用44-53
• 4.1 普通浸漬法摻雜鉀催化劑在甲苯催化燃燒系統(tǒng)中的應(yīng)用44-45
• 4.2 普通浸漬法制備K-doped催化劑及其應(yīng)用45-50
• 4.2.1 同時(shí)浸漬法制備K-doped催化劑45-47
• 4.2.2 同時(shí)浸漬法制備催化劑K-doped與K-free表征47-49
• 4.2.3 分步浸漬法制備K-doped催化劑49-50
• 4.2.4 同時(shí)浸漬和分步浸漬方法的活性比較50
• 4.3 優(yōu)選催化劑的抗性研究50-52
• 4.4 本章小結(jié)52-53
• 第5章 一體化催化劑在低溫VOCs催化燃燒系統(tǒng)中的應(yīng)用53-66
• 5.1 AlOOH載體的性能探究53-57
• 5.1.1 AlOOH基本性能53-55
• 5.1.2 水合PH對AlOOH形成的影響55
• 5.1.3 AlOOH在甲醛催化燃燒系統(tǒng)中的應(yīng)用55-57
• 5.2 催化劑Pt/AlOOH的制備及其在甲醛反應(yīng)系統(tǒng)中的應(yīng)用57-64
• 5.2.1 普通浸漬法制備催化劑及其在甲醛催化燃燒中的應(yīng)用57-60
• 5.2.2 超聲浸漬法制備催化劑及其在甲醛催化燃燒中的應(yīng)用60-61
• 5.2.3 共浸漬方法制備催化劑及其在甲醛催化燃燒中的應(yīng)用61-64
• 5.3 催化劑活性延遲測試64
• 5.4 小結(jié)64-66
• 第6章 實(shí)驗(yàn)結(jié)論與展望66-69
• 6.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)論66-67
• 6.2 展望67-69
• 參考文獻(xiàn)69-75
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄75-76
• 致謝76

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：929207