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改性钒铈基催化剂催化氧化烟气中邻二甲苯

2020-04-01王玉亭石其其张铭洋张笑沈伯雄

化工进展 2020年3期
关键词:烟气改性催化剂

王玉亭,石其其,张铭洋,张笑,沈伯雄

(1河北工业大学能源与环境工程学院,天津300401;2天津市清洁能源利用与污染物控制重点实验室,天津300401)

大气中的挥发性有机污染物(VOCs)导致光化学污染、雾霾等环境污染,对人类健康造成严重危害。燃煤电站造成的VOCs 是环境中VOCs 的重要来源之一,其排放量为0~100μg/m3[1]。据统计,2010 年中国燃煤电站排放的VOCs 总量达0.24×106t,占当年VOCs 排放总量的1%[2]。催化氧化法能耗低、直接将污染物分解为CO2和H2O,是一种高效的VOCs 去除方法。已证实,贵金属催化剂如铂(Pt)、钯(Pd)、金(Au)、银(Ag)等对VOCs具有高效催化氧化效率。Xie 等[3]制备了改性的具有3D 孔道结构的Au-Pd 纳米颗粒催化剂,对甲烷和邻二甲苯具有良好的催化氧化能力。但贵金属价格高昂,同时SO2等组分极易使其中毒,不适合燃煤烟气条件下的应用[4]。一些过渡金属同样具有催化氧化VOCs能力。

研究发现商业SCR 催化剂主要组分V2O5-TiO2对VOCs 有一定的氧化降解作用[5]。Farahmand 等[6]制备了负载于TiO2载体的V2O5催化剂应用于二甲苯催化氧化。Ce 氧化物由于具有优异的储氧性能使其在催化氧化反应中表现出高活性[7],同时Ce与其他催化活性组分的复合,不仅能够增加催化氧化活性,同时具有增强催化剂在催化NO等污染物过程中的抗SO2中毒性能[8]。V-Ce 基的催化剂在NO 催化氧化研究中取得良好催化效果[9-11]。

相关研究证明多种非贵金属,例如Mn[12]、Co[13]、Fe[14]、Cu[15]等的氧化物具有催化反应活性,多种金属氧化物共改性可以提升催化剂催化性能或抗中毒能力。研究证明过渡族金属制备的催化剂可有效催化氧化VOCs。……

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