稀土掺杂阳极氧化金属丝网VOCs处理催化剂的制备及性能研究

摘要

挥发性有机化合物(VOCs)对环境和人体的严重危害已经引起了人们的广泛关注。目前国内外已开发的多种处理VOCs的技术中催化燃烧法因其高效、无二次污染的特点,是一种有效的处理技术。 稀土催化材料应用于工业废气的处理显示出非常优越的性质,有关这方面的研究有了很大的进展。近年来已有大量文献报导了稀土具有良好的助催化性能和储氧性能,多数研究发现将稀土元素作为助剂或添加剂与贵金属组合使用,可以有效地提高催化剂的活性、耐久性和高温稳定性。 本论文首先介绍了新型阳极氧化膜贵金属催化剂。通过改变阳极氧化工艺中电流强度、电解质种类、电解质浓度等影响阳极氧化膜形成的因素,筛选出阳极氧化的最佳工艺制备了阳极氧化膜不锈钢丝网载体。在所制备的载体上负载贵金属制备了阳极氧化膜不锈钢丝网贵金属催化剂,并对还原时间、焙烧温度等催化剂制备中的影响因素进行了考察。催化活性较好的0.1％Pt-0.5％Pd/不锈钢丝网催化剂对甲苯、丙酮和乙酸乙酯的完全转化温度分别为220℃、260℃和280℃。并采用SEM,XPS,EDX等表征技术对该催化剂的表面形貌及组成进行了测试。 在此基础上我们又引入稀土铈制备了稀土-贵金属不锈钢阳极氧化膜催化剂。考察了各反应条件变化对催化剂催化活性的影响,同时对该催化剂进行了耐热性和稳定性实验。结果表明,0.75％CeO2-0.1％Pt-0.5％Pd/不锈钢丝网催化剂具有良好的催化活性,甲苯、丙酮和乙酸乙酯的完全转化温度分别为160℃、220℃和250℃,且该催化剂具有一定的稳定性。并运用多种实验技术(如:SEM,XPS,TPO,TPR,EDX等)对该催化材料的结构和性能进行了表征。

目录

文摘

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第一章文献综述

第一节 挥发性有机化合物脱除研究

1.1.1挥发性有机化合物的性质和来源

1.1.2 VOCs的脱除技术

第二节 催化燃烧法处理VOCs的研究进展

1.2.1催化燃烧的原理

1.2.2催化氧化机理

1.2.3催化剂分类

1.2.4催化剂载体

第三节 金属载体表面生成化学涂层的研究进展

1.3.1高温氧化

1.3.2表面磷化

1.3.3等离子喷涂

1.3.4电弧喷涂

1.3.5电泳沉积

1.3.6阳极氧化

第四节 阳极氧化技术的研究进展

1.4.1阳极氧化技术的发展

1.4.2阳极氧化膜的结构及应用进展

1.4.3多孔氧化膜的应用

第五节 刚极氧化工艺

1.5.1不锈钢金属丝网阳极氧化工艺的预处理

1.5.2阳极氧化工艺的影响因素

第六节 稀土在催化剂应用的研究现状

第七节 立题依据和研究内容

1.7.1立题依据

1.7.2研究内容

参考文献

第二章 实验材料、研究方法及表征手段

第一节 化学试剂与实验仪器

第二节 阳极氧化不锈钢贵金属催化剂的制备

2.2.1阳极氧化膜不锈钢载体的制备

2.2.2阳极氧化膜不锈钢催化剂的制备

第三节 催化剂性能影响因素的考察

2.3.1载体处理对催化剂性能的影响

2.3.2焙烧条件对催化剂性能的影响

2.3.3空速对催化剂催化性能的影响

第四节 催化剂的表征

2.4.1催化剂的活性评价

2.4.2催化剂的表征

第三章 阳极氧化膜不锈钢贵金属催化剂的制备及催化性能研究

第一节 阳极氧化膜不锈钢薄片贵金属催化剂的性能研究

3.1.1实验部分

3.1.2结果与讨论

3.1.3小结

第二节 阳极氧化膜不锈钢丝网贵金属催化剂的性能研究

3.2.1实验部分

3.2.2结果与讨论

3.2.3小结

参考文献

第四章 阳极氧化膜不锈钢丝网稀土-贵金属催化剂的制备及催化性能的研究

第一节 引言

第二节 实验部分

4.2.1原料与试剂

4.2.2载体及负载稀土铈不锈钢丝网催化剂的制备

4.2.3样品的活性评价

4.2.4样品的表征

第三节 结果与讨论

4.3.1 Ce含量变化对样品活性和结构的影响

4.3.2 Ce-Pd／SSWM催化剂的活性和结构测试

4.3.3 Ce-Pt／SSWM催化剂的活性和结构表征

4.3.4 Ce-Pt-Pd／SSWM催化剂的活性和结构测试

4.3.5 Ce-Pt-Pd／SSWM催化剂制备条件的优化

4.3.6 Ce-Pt-Pd／SSWM催化剂的表征

4.3.7空速对Ce-Pt-Pd／SSWM催化剂活性的影响

4.3.8 Ce-Pt—Pd／SSWM催化剂的稳定性实验

第四节 本章小结

参考文献

作者简介

硕士期间发表和拟发表的论文

致谢