制备方法对CeO2及CoOx/CeO2催化燃烧甲苯的影响

摘要

挥发性有机物(VOCs)是形成雾霾和臭氧的主要前驱物,而且多数具有毒性,对人体有较大的危害,因此控制其污染排放十分必要。催化燃烧是一种有效处理VOCs的方法。本文研究了制备方法对CeO2及CeOx/CeO2催化燃烧甲苯的影响,并对性能差异的原因进行分析。采用热分解法、化学沉淀法和水热法分别制备CeO2,并通过浸渍—焙烧将15%的CoOx负载在不同方法制备的CeO2上,以甲苯为目标污染物,对CeO2及CoOx/CeO2催化性能进行评价,并通过XRD、BET、SEM、H2-TPR和Raman对催化剂进行物理化学性能表征。结果表明:在甲苯浓度为1000μL/L,空速为20000 h-1测试条件下,化学沉淀法制备的CeO2-P具有最好的催化活性,在375℃达到80%的甲苯去除率;将其与Co物种复合后,Co/CeO2-P能在255℃达到90%的去除率。300℃下,经过78 h的长周期实验,Co/CeO2-P依然保持100%甲苯去除率。化学沉淀法制备的CeO2-P,具有更小的晶粒尺寸、较大的比表面积和更好表面氧化还原性能,因此其具有更好的催化活性。CeO2与Co物种复合后,得益于CeO2的大比表面积和优异氧化还原性能,形成更多Co3+,并且氧化铈能提供丰富的表面活性氧物种,使得CoOx/CeO2-P具有最佳的催化活性和稳定性。不同方法制备的CeO2拥有不同的比表面积和表面氧化还原性能,这是影响其催化活性的主要因素。