常温高效催化氧化芳香族VOCs的研究

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1、常温高效催化氧化芳香族VOCs的研究ReserchonefficientcatalyticoxidationofaromaticVOCsatroomtemperature学科专业：环境工程作者姓名：李路军指导教师：丁辉副教授企业导师：傅剑锋高级工程师天津大学环境科学与工程学院二零一七年十二月万方数据万方数据万方数据万方数据摘要随着我国对VOCs治理法律法规的出台，芳香族VOCs治理越来越受到重视，对芳香族VOCs治理技术的研究也成为了热点。传统的焚烧法、催化焚烧等芳香族VOCs处理技术和工艺存在着反应温度高

2、、处理成本高、危险系数高等不足。常温催化氧化芳香族VOCs由于反应条件温和、安全系数高等优势，在芳香族VOCs处理行业中将有着巨大的发展潜力和前景。因此，常温催化氧化芳香族VOCs的研究有着重要的意义。首先制备了Pt/TiO2，Au/TiO2，Pd/TiO2，Ag/TiO2，Pt/CeO2、Pt/La2O3、Pt/羟基磷灰石催化剂，在常温下对芳香族VOCs代表物之一甲苯进行了催化氧化降解实验，评价了多种催化剂对甲苯的降解效果。筛选出Pt/TiO2催化剂为最优催化剂。进而对Pt/TiO2催化剂的制备过程进行了

3、实验优化，重点考察了制备过程中焙烧温度和负载率对其催化效果的影响。结果表明，当焙烧温度为400℃，Pt的负载量为1%时，催化剂活性最高。对催化臭氧化反应条件进行了探索，当反33应温度为25℃，臭氧浓度为2600mg/m，甲苯初始浓度为100mg/m，空速为-130000h时，Pt/TiO2对甲苯的降解率最高能达到65%。最后研究了Pt/TiO2催化-1臭氧化甲苯的反应动力学，得到甲苯常温催化氧化的反应活化能为47KJ·mol。本文对所制备的Pt/TiO2催化剂进行了SEM、ICP、BET、XPS、XRD表征

4、。SEM结果表明，催化剂的颗粒分散均匀，其表现出较高的催化活性。XPS的测定结果表明，Pt/TiO2催化剂的活性成分Pt主要是以+4价和0价的形式存在。BET结果显示，催化剂Pt/TiO2主要为介孔结构且孔径分布较为均匀。XRD表征显示其主要成分为锐钛矿相，且Pt以较小晶粒高分散的形式存在TiO2载体上。红外表征检测到反应后的催化剂中有醚类和酯类物质生成。关键词:常温催化氧化，臭氧，甲苯，贵金属催化剂I万方数据II万方数据ABSTRACTWiththepromulgationoflawsandregulat

5、ionsaboutVOCscontrolinChina,moreandmoreattentionhasbeenpaidtoaromaticVOCscontroltechnology,andtheresearchonVOCscontroltechnologyhasbecomeahotspots.ThetraditionalaromaticVOCstreatmenttechnologysuchasincinerationandcatalyticincinerationneedhightemperaturecon

6、dition,hightreatmentcostandhighriskcoefficient.ThecatalyticoxidationofaromaticVOCsatroomtemperaturehasgreatdevelopmentpotentialandprospectintheVOCscontrolduetoitsmildreactionconditionsandhighsafetyfactor.Therefore,itisofgreatsignificancetostudythecatalytic

7、oxidationVOCsatnormaltemperature.ThePt/TiO2,Au/TiO2,Pd/TiO2,Ag/TiO2,Pt/CeO2,Pt/La2O3,Pt/hydroxyapatitecatalystswereprepared.Thecatalyticoxidationdegradationoftoluene,oneoftherepresentativecompoundsofaromaticVOCs,wascarriedoutatroomtemperature,andthedegrada

8、tioneffectoftoluenewasevaluated.TheresultsshowedthatthePt/TiO2catalysthasthehighestcatalyticdegradationratefortoluene.Furthermore,thepreparationprocessofPt/TiO2catalystwasoptimized,andtheinfluenceofthecalcina