氧化锰担载贵金属纳米催化剂消除挥发性有机物的研究
锰氧化物催化氧化挥发性有机物(VOCs)研究进展
摘要!锰氧化物具有多种价态$晶型$形貌!且催化氧 化 活 性 高!在 催 化 氧 化 47YV的 领 域 中 研 究 广 泛" 对 锰 氧 化 物 催 化剂在 47YV催化氧化中的性质进行综述" 首先!讨论了单 一 锰 氧 化 物 催 化 剂 对 47YV的 催 化 研 究 进 展!分 析 了 材 料 晶型$氧化还原性等性质与催化活性的关系" 之后!介绍了 锰 与 其 他 过 渡 金 属 掺 杂 形 成 的 复 合 氧 化 物 催 化 剂 对 47YV 的催化性质!包括特定结构的复合氧 化 物 催 化 剂!如 钙 钛 矿 和 尖 晶 石" 最 后!探 究 了 锰 氧 化 物 催 化 剂 对 于 含 氯 47YV 催化过程中的失活现象!并分析了提高其抗氯中毒能力的方法" 关键词!锰氧化物催化剂#47YV#含氯 47YV#催化氧化
锰元素具有 j&+ j!+ j:+ j" 等 多 种 价 态"常 见 的 锰氧化物为 I)7+I)! 7: +I)& 7! +I)7& 等 ,!$- & 其 中" I)7容易被氧化"I)! 7: +I)& 7! +I)7& 在 47YV催 化 氧化条件下可以稳定存在&
I)7& 的基本结构单元是, I)7; - 八面体"不同晶 型 I)7& 中, I)7; - 八面体通过 共 棱 或 共 角 的 方 式 排 布& 常见 的 I)7& 晶 体 结 构 有 -+ /+ ++ 0+ 1等" 其 结 构如图 $ 所 示& 可 知% -Q+ /Q+ +QI)7& 具 有 一 维 孔 道 结构"0QI)7& 为 二 维 层 状 结 构" 1QI)7& 为 三 维 尖 晶 石结构"其中 -QI)7& +0QI)7& 分别具有, &r&- 和 , & r $- 孔 道" 而 +QI)7& 层 与 层 之 间 能 够 发 生 移 动" 均 可 以容纳阳离子&
Cu--Mn--Ce催化剂的制备及其催化燃烧VOCs的性能研究的开题报告
Cu--Mn--Ce催化剂的制备及其催化燃烧VOCs的性能研究的开题报告1. 研究背景和意义挥发性有机化合物（VOCs）是指在常温下易挥发的有机化合物，是大气污染的重要源之一，对人体健康和环境产生负面影响。
目前，对VOCs的控制主要采用催化氧化技术，其中催化剂的性能对催化氧化反应的效率和稳定性起着至关重要的作用。
Cu-Mn-Ce催化剂具有良好的催化氧化性能和活性，已被广泛应用于VOCs的催化燃烧领域。
然而，目前对该催化剂的研究还比较有限，需要进一步探究其制备方法和催化燃烧VOCs的性能。
2. 研究内容和重点本研究计划制备Cu-Mn-Ce催化剂，并对其催化燃烧VOCs的性能进行研究。
主要研究内容包括：（1）不同制备方法对Cu-Mn-Ce催化剂催化燃烧VOCs的影响；（2）Cu-Mn-Ce催化剂对不同类型VOCs的催化燃烧性能；（3）Cu-Mn-Ce催化剂的循环稳定性研究。
研究重点在于探究制备方法对催化剂性能的影响以及催化剂的循环稳定性问题。
3. 研究方法和技术路线研究方法主要包括化学共沉淀法、物理混合法和柠檬酸盐法等制备方法和催化氧化实验、表征技术等。
（1）制备Cu-Mn-Ce催化剂：采用化学共沉淀法、物理混合法和柠檬酸盐法制备Cu-Mn-Ce催化剂，并对催化剂进行表征；（2）催化氧化实验：研究Cu-Mn-Ce催化剂对VOCs的催化氧化性能，包括不同催化剂和VOCs的催化效率、最佳反应温度、催化剂的寿命等；（3）表征技术：采用X射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）和傅里叶红外光谱（FTIR）等技术对制备的催化剂进行表征，分析不同制备方法对催化剂性能的影响。
4. 预期成果本研究预期可以制备出性能良好的Cu-Mn-Ce催化剂，并对其催化燃烧VOCs的性能进行深入研究。
可以得到以下成果：（1）确定制备Cu-Mn-Ce催化剂的最佳方法；（2）探究Cu-Mn-Ce催化剂对不同类型VOCs的催化燃烧性能；（3）研究催化剂的循环稳定性，以寻求提高催化剂寿命的方法。
氧化铈基催化剂在气相挥发性有机物降解领域的研究进展
2021年第41卷第3期ENVIRONMENTAL PROTECTION OF CHEMICAL INDUSTRY·279·［收稿日期］ 2020 - 08 - 14；［修订日期］ 2020 - 03 - 04。
［作者简介］ 万莲（1995—），女，江苏省淮安市人，硕士生，电话，电邮。
通讯作者：陈丰，电话，电邮。
［基金项目］ 江苏省自然科学基金-优秀青年基金项目（BK20180103）。
氧化铈基催化剂在气相挥发性有机物降解领域的研究进展万 莲，陈 丰（苏州科技大学 化学与生命科学学院，江苏 苏州 215009）［摘要］ 挥发性有机化合物（VOCs ）作为大气污染物的主要来源日益受到关注。
催化氧化技术被认为是最有效的VOCs 降解方法之一，其核心是催化剂。
氧化铈（CeO 2）基催化剂因具有良好的储氧和释氧能力、价格相对低廉而备受关注。
本文在论述CeO 2基催化剂降解VOCs 机理的基础上，分别从单一CeO 2和CeO 2基复合金属或金属氧化物两个方面总结了近年来氧化铈基催化剂在光（热）催化氧化VOCs 领域的研究进展。
指出，增加负载材料的多样性、探究反应机理的本质、开发催化效果好且成本效益高的催化剂产品是该领域未来的研发趋势。
［关键词］ 挥发性有机化合物（VOCs ）；催化氧化；氧化铈基催化剂 ［中图分类号］ X511 ［文献标志码］ A ［文章编号］ 1006-1878（2021）03-0279-08 ［DOI ］ 10.3969/j.issn.1006-1878.2021.03.005Research progresses of cerium oxide -based catalysts for degradation ofvolatile organic compounds in gas phaseWAN Lian ，CHEN Feng（School of Chemistry and Life Sciences ，Suzhou University of Science and Technology ，Suzhou 215009，China ）Abstract ：As the main source of air pollutants ，volatile organic compounds （VOCs ） have received increasing attention. Catalytic oxidation technology is regarded as one of the most effective VOCs degradation treatment methods ，and the core of this technology is the catalyst. Cerium oxide （CeO 2） -based catalysts have attracted much attention due to their good oxygen storage and oxygen release capabilities and relatively low prices. Based on discussing the mechanism of VOCs degradation by CeO 2-based catalysts ，this paper reviews the research progress of CeO 2-based catalysts in photo （thermal ） catalytic oxidation and catalytic combustion of VOCs in recent years ，involving two aspects of single CeO 2 and CeO 2-based composite metal or composite metal oxide. Prospects on the future research and development trends of increasing the diversity of support materials ，exploring the nature of the reaction mechanism ，and developing catalyst products with good catalytic effects and high cost -effectiveness are pointed out.Key words ：volatile organic compounds （VOCs ）；catalytic oxidation ；cerium oxide -based catalyst习近平总书记在十九大报告中指出，坚持人与自然和谐共生，必须树立和践行“绿水青山就是金山银山”的理念。
挥发性有机化合物催化消除前沿技术及研究进展
挥发性有机化合物催化消除前沿技术及研究进展
杨福;刘梦婷;马淑兰;魏祎暄;欧锐;王旭裕;李露露;张武翔;潘建明
【期刊名称】《化工进展》
【年(卷),期】2022(41)9
【摘要】挥发性有机化合物(VOCs)是可吸入有害物质形成的重要前体,是大气污染物的重要组成部分。
催化氧化法作为末端技术是目前处理VOCs最有效的途径之一。
本文讨论了VOCs的热催化氧化、光催化氧化和光热协同催化氧化的研究进展,重点研究常用VOCs的催化氧化机理以及相关催化剂的构筑。
其中,热催化燃烧主要以贵金属(Pt、Pd、Au、Ag等)、过渡金属(Mn、Co、Cr等氧化物)及复合型催化剂研究展开;光催化氧化以TiO和CN为典型催化剂进行讨论;光热协同催化研究主要包括碳基催化剂、贵金属负载型以及过渡金属负载型催化剂的开发与应用。
此外,本文对基于催化剂的热催化、光催化和光热催化去除VOCs的开发和研究提出了进一步的展望。
【总页数】12页(P4801-4812)
【作者】杨福;刘梦婷;马淑兰;魏祎暄;欧锐;王旭裕;李露露;张武翔;潘建明
【作者单位】江苏大学化学化工学院;江苏科技大学环境与化学工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TQ09
【相关文献】
1.沸石分子筛材料在消除挥发性有机化合物反应中的吸附与催化性能
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3.含氯挥发性有机化合物催化燃烧反应中非贵金属氧化物催化剂的研究进展
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5.挥发性有机化合物催化燃烧用铂基催化剂的研究进展
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锰基催化剂催化氧化VOCs技术的研究进展
第50卷第10期 辽 宁 化 工 Vol.50，No. 10 2021年10月 Liaoning Chemical Industry October，2021收稿日期： 2021-03-30 作者简介： 李彦秋（1996-），女，吉林省通化市人，硕士，2021年毕业于辽宁石油化工大学工程热物理专业，研究方向：污染气体处理。
锰基催化剂催化氧化VOCs 技术的研究进展李彦秋1，刘人玮1，朱美玉1，高姿乔2（1. 辽宁石油化工大学， 辽宁 抚顺 113001； 2. 中油辽河工程有限公司，辽宁 盘锦 124010）摘 要： 针对挥发性有机化合物（VOCs）有毒有害、污染大气等问题，开展了锰系催化剂催化氧化VOCs 的分类研究。
探讨了单一锰氧化物、锰基复合氧化物、一些特殊的锰基氧化物、锰基负载型催化剂以及锰系单体的催化活性及其影响因素、形貌结构和催化特点等，并对锰系催化剂的改进合成方法提出了建议，为未来锰系催化剂的研究发展提供了方向。
关 键 词：VOCs；低温催化氧化；锰系催化剂；催化机理中图分类号：X701.7 文献标识码： A 文章编号： 1004-0935（2021）10-1502-05VOCs 是一种有机化合物，沸点在室温到260 ℃之间，具有很高的蒸气压，在大气中含量很低，是工业生产过程中无法避免的对人类和大气产生危害的气体之一[1-2]。
因此，为了降低大气污染、保护人类赖以生存的家园，实现可持续发展，控制VOCs 的产生与排放是目前亟待解决的一大技术难题。
催化燃烧工作温度较低，所需燃料较少[3-4]，可以有效地用于处理VOCs 浓度和流速各不相同的废气流[5]，生成的二噁英和毒性物质较少，因此相对而言对环境更友好[6]，常适用于管道末端VOCs 的处理[7]。
通过适当设计催化剂体系，其他有毒反应中间体的形成也可以减至最少。
针对不同种类的VOCs，催化剂主要分成以下3种：贵金属催化剂[8]、非贵金属氧化物催化剂[9]、混合金属催化剂[10]。
贵金属催化剂催化燃烧挥发性有机物(VOCs)的研究进展
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氧化"降低了能耗"减少了二次污染物的排放"目前已 成为消除 4?X\最重要的技术之一(
催化剂的设计合成是催化燃烧技术的关键( 贵金 属因优异的低温催化活性和稳定性而受到研究者的广 泛关注( 贵金属价格昂贵"储量稀缺"为提高其使用效 率"通常将 贵 金属 负载到载 体上"得 到 负 载 型 催 化 剂( 本文研究了近期贵金属催化剂对 4?X\催化燃烧的文献 报道"从活性组分+载体两方面对最新的成果进行综述" 将为今后催化燃烧 4?X\的研究提供一定参考( DC活性组分
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Mn基催化剂上VOCs催化氧化性能研究的开题报告
Mn基催化剂上VOCs催化氧化性能研究的开题报告
一、研究背景和意义
挥发性有机化合物（VOCs）是指在常温常压下易于挥发的有机化合物，主要来源包括化工生产、印刷、汽车尾气等多个领域。
由于其对空
气质量和人类健康造成的危害，VOCs的控制和减排已成为环保领域的一个重要研究方向。
催化氧化技术是VOCs处理的一种有效方法，其中基于Mn催化剂的VOCs催化氧化技术由于具有高效性、低温性、对多种VOCs的有效性等优点，近年来备受关注。
本研究旨在研究Mn基催化剂上VOCs催化氧化性能，为VOCs处理技术的发展提供基础研究支持。
二、研究内容和方法
本研究将选取Mn基催化剂为研究对象，通过实验室制备Mn催化剂，并利用VOCs模拟气体为研究对象进行催化氧化实验。
具体实验包括以下几个方面：
（1）催化剂制备
采用某一种方法制备不同组成的Mn催化剂，并通过各种手段（如XRD、SEM、TEM等）进行表征。
（2）模拟气体调制
使用模拟VOCs气体混合仪调制字符化气体，包括不同种类和不同
浓度的VOCs。
（3）催化氧化实验
将Mn催化剂投加于反应器中，通入字符化气体进行催化氧化实验。
通过气质联用技术对反应产物和中间体进行在线监测和分析。
三、预期结果和意义
通过以上实验，预计可得到以下结果：
（1）制备不同组成的Mn催化剂，并对其进行表征。
（2）评估不同Mn催化剂对模拟VOCs气体的催化氧化性能，研究催化氧化条件对催化剂活性的影响。
（3）探究Mn催化剂催化氧化机理。
本研究可为VOCs的治理提供新的思路和方法，对于推动相关技术的研发与应用具有一定的参考价值。
《贵金属负载CeO2复合物的制备及其VOCs气敏性能研究》范文
《贵金属负载CeO2复合物的制备及其VOCs气敏性能研究》篇一一、引言随着现代工业的快速发展，挥发性有机化合物（VOCs）的排放问题日益严重，对环境和人类健康构成了巨大威胁。
因此，研发高效、环保的VOCs气体检测和净化技术显得尤为重要。
贵金属负载CeO2复合物作为一种新型的VOCs气体传感器材料，具有较高的气敏性能和催化活性。
本文将重点探讨贵金属负载CeO2复合物的制备方法，以及其在VOCs气敏性能方面的研究。
二、贵金属负载CeO2复合物的制备1. 材料与设备制备过程中所需材料包括CeO2、贵金属（如Pt、Pd等）、有机溶剂、还原剂等。
设备包括搅拌器、烘箱、马弗炉、离心机等。
2. 制备方法（1）溶胶-凝胶法：将CeO2溶解在有机溶剂中，加入贵金属前驱体溶液，经过搅拌、凝胶化、干燥等步骤，得到贵金属负载CeO2复合物的前驱体。
然后通过热处理使前驱体转化为最终的复合物。
（2）沉淀法：将CeO2溶液与贵金属盐溶液混合，加入沉淀剂，使贵金属在CeO2表面形成沉淀。
经过离心、洗涤、干燥等步骤，得到贵金属负载CeO2复合物。
（3）浸渍法：将CeO2载体浸入贵金属盐溶液中，使贵金属在载体表面形成均匀的负载。
然后通过热处理使贵金属与CeO2形成紧密的复合结构。
三、VOCs气敏性能研究1. 实验方法采用静态法或动态法对贵金属负载CeO2复合物的VOCs气敏性能进行测试。
在一定的温度和湿度条件下，向测试室中注入VOCs气体，记录传感器对VOCs气体的响应时间、恢复时间、灵敏度等参数。
2. 结果与讨论（1）响应时间和恢复时间：贵金属负载CeO2复合物对VOCs气体的响应时间和恢复时间均较短，表明其具有良好的气敏响应速度。
这主要归因于贵金属的催化作用和CeO2的高比表面积。
（2）灵敏度：贵金属负载CeO2复合物对不同种类的VOCs 气体表现出较高的灵敏度。
这主要得益于贵金属与CeO2之间的相互作用，使得复合物表面产生了更多的活性位点，提高了对VOCs气体的吸附和催化能力。
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氧化锰担载贵金属纳米催化剂消除挥发性有机物的研究
挥发性有机污染物（VOCs）对大气环境和人身健康有严重危害。
催化氧化法是控制VOCs排放的有效方法之一,高活性、高稳定性而且价格廉价的催化剂的研发是该方法的核心问题。
在前期工作的基础上,本文中我们采用原位熔融盐法制备了一系列超低含量负载型贵金属纳米催化剂,并考察了它们对甲苯和丙酮等VOCs的催化氧化性能,主要结论如下:（1）采用原位熔融盐法,在NaNO<sub>3</sub>和NaF熔融盐体系中,以Pd（OAc）<sub>2</sub>、PdCl<sub>2</sub>和Pd（NO<sub>3</sub>）<sub>2</sub>为钯源,分别制得一系列Pd/Mn<sub>2</sub>O<sub>3</sub>-Pd （OAc）<sub>2</sub>、Pd/Mn<sub>2</sub>O<sub>3</sub>-PdCl<sub>2</sub>和Pd/Mn<sub>2</sub>O<sub>3</sub>-Pd（NO<sub>3</sub>）<sub>2</sub>催化剂。
载体氧化锰均为立方晶相结构的Mn<sub>2</sub>O<sub>3</sub>。
载体Mn<sub>2</sub>O<sub>3</sub>为一维纳米材料,长度为几百纳米,直径为15<sup>2</sup>0 nm。
Pd纳米粒子高度分散在
Mn<sub>2</sub>O<sub>3</sub>载体表面。
钯源对载体Mn<sub>2</sub>O<sub>3</sub>的表面形貌没有显著影响,但对Pd纳米颗粒的尺寸分布有较大影响。
0.09
wt%Pd/Mn<sub>2</sub>O<sub>3</sub>-PdCl<sub>2</sub>催化剂中Pd纳米颗粒平均尺寸较小,约为3.5 nm左右。
在丙酮或甲苯浓度为1000 ppm,丙酮/氧气或甲苯/氧气的摩尔比为1/400和空速为40000 mL/（g h）的反应条件下,贵金属Pd负载量对
Pd/Mn<sub>2</sub>O<sub>3</sub>-Pd（OAc）<sub>2</sub>、
Pd/Mn<sub>2</sub>O<sub>3</sub>-PdCl<sub>2</sub>和
Pd/Mn<sub>2</sub>O<sub>3</sub>-Pd（NO<sub>3</sub>）<sub>2</sub>系列催化剂催化氧化VOCs活性的影响呈现出较为一致的规律,即催化剂活性先随着负载量的增加而逐渐提高;当Pd负载量约为0.10 wt%时,催化剂呈现出较高的催化活性,在0.09 wt%Pd/Mn<sub>2</sub>O<sub>3</sub>-PdCl<sub>2</sub>催化剂上,丙酮的T<sub>10%</sub>、T<sub>50%</sub>和T<sub>90%</sub>（VOCs转化率达到10%、50%和90%所需的反应温度）分别为87、145和165 <sup>o</sup>C,甲苯的T<sub>10%</sub>、T<sub>50%</sub>和T<sub>90%</sub>分别为80、110和140 <sup>o</sup>C;进一步增加Pd负载量,催化剂活性逐渐下降。
我们初步猜测,这与在熔融盐体系中,当贵金属负载量超过某一限值时,贵金属纳米颗粒之间会发生聚集有关。
除Pd纳米颗粒平均尺寸外,催化剂活性与其还原性有非线性的正相关性。
跟Mn<sub>2</sub>O<sub>3</sub>载体相比,担载贵金属Pd后,由于Pd纳米颗粒与载体Mn<sub>2</sub>O<sub>3</sub>之间的相互作用,改善了催化剂的低温还原性能,因而一定程度上提高了催化剂催化氧化VOCs的活性。
（2）采用原位熔融盐法,在NaNO<sub>3</sub>和NaF熔融盐体系中,以AgNO<sub>3</sub>和MnSO<sub>4</sub>为金属源,制得一系列0?2.10
wt%Ag/Mn<sub>2</sub>O<sub>3</sub>纳米催化剂。
在甲苯/氧气摩尔比为1/400和空速为40000 m L/（g h）的反应条件下,Ag负载量对
Ag/Mn<sub>2</sub>O<sub>3</sub>纳米催化剂的活性有重要影响;催化剂活性先随着Ag负载量的增加而逐渐提高,当Ag负载量约为0.06 wt%时,催化剂呈现出较高的催化活性,T<sub>50%</sub>和T<sub>90%</sub>分别为170和205
<sup>o</sup>C;进一步增加Ag负载量,由于Ag纳米粒子发生聚集,催化剂活性逐渐下降。
这与Pd/Mn<sub>2</sub>O<sub>3</sub>系列催化剂催化消除VOCs活性变化趋势类似,因此我们认为原位熔融盐法是一种制备超低含量负载型贵金属催化剂的有效方法。
Ag纳米颗粒和载体Mn<sub>2</sub>O<sub>3</sub>纳米线的界面是甲苯完全氧化反应的主要活性位。
虽然0.06 wt%Ag/Mn<sub>2</sub>O<sub>3</sub>纳米催化剂对甲苯完全氧化反应表现出很高的催化活性,但其稳定性很差,催化活性会迅速失活。
我们认为贵金属纳米颗粒烧结长大、表面积碳、载体晶相发生改变或催化剂表面组成发生改变等因素与0.06 wt%Ag/Mn<sub>2</sub>O<sub>3</sub>纳米催化剂的迅速失活没有明显关联,而主要是由于Ag/Mn<sub>2</sub>O<sub>3</sub>纳米催化剂在较低的温度下,难以迅速将反应气中O<sub>2</sub>分子转变成活性晶格氧,因此反应消耗掉的活性晶格氧物种难以及时得到补充,从而导致催化剂的迅速失活。
我们发现适量Ce掺杂可显著改善0.06
wt%Ag/Mn<sub>2</sub>O<sub>3</sub>纳米催化剂催化消除甲苯的稳定性,主要是由于气相中的O<sub>2</sub>分子能够在CeO<sub>2</sub>表面氧空位处发生迅速的吸附和活化,而且由于Ag和CeO<sub>2</sub>均匀分散在载体
Mn<sub>2</sub>O<sub>3</sub>纳米线上,在CeO<sub>2</sub>表面氧空位中活化后的氧物种能够迅速迁移至反应活性位Ag-Mn<sub>2</sub>O<sub>3</sub>界面,及时补充消耗掉的活性晶格氧物种,从而显著提高催化剂催化消除甲苯的稳定性。
我们认为高活性和高稳定性的0.63 wt%CeO<sub>2</sub>-0.06
wt%Ag/Mn<sub>2</sub>O<sub>3</sub>纳米催化剂在催化净化VOCs领域中具有非常好的应用潜力。