蜂窝状Ce/Cr掺杂Cu基催化剂用于乙烷的催化燃烧
2020-08-21王学海刘忠生
化工环保 2020年4期
关键词:催化剂
汪 鹏,王学海,刘忠生
(中国石化 大连石油化工研究院,辽宁 大连 116045)
挥发性有机物(VOCs)是引起光化学烟雾、雾霾等极端污染现象的主要污染物之一,其超量排放引起的环境问题对人类健康和生态环境危害严重。乙烷是主要的低碳烷烃VOCs,主要来源于石油炼制、有机化工生产、煤气化、机动车尾气排放等过程[1-2]。在VOCs处理中,催化燃烧(氧化)是一种清洁高效的方法,通过催化剂的作用在一定反应温度下可将VOCs燃烧为无害的CO2和H2O。目前,工业上广泛应用的VOCs催化燃烧催化剂为以贵金属Pt、Pd为活性组分的蜂窝整体式催化剂。与非贵金属催化剂相比,贵金属催化剂在相对较低的反应温度下对VOCs具有更高的催化氧化活性,且对于乙烷等分子结构稳定、较难氧化的低碳烷烃,贵金属催化剂的催化活性也明显优于过渡金属催化剂[3]。但贵金属催化剂价格昂贵,限制了催化燃烧技术的推广应用。
Cu基催化剂具有良好的催化活性,其对苯类及其他VOCs的催化氧化引起了研究者的兴趣[4-6]。然而,单组分Cu催化剂对乙烷的氧化效果不佳。研究表明,掺杂稀土元素Ce后复合氧化物可提高催化剂的储氧性能和氧化还原性能,有利于有机物催化氧化反应的进行[7-8]。此外,含有过渡金属Cr的氧化物催化剂,对于含氧有机物和含氯有机物具有高催化活性[9-10]。目前,Cu基非贵金属催化剂在有机物催化氧化方面的研究以粉体催化剂为主,尚未见蜂窝状Cu基催化剂用于乙烷催化燃烧的报道。
本研究以蜂窝堇青石陶瓷为载体,采用浸渍法负载氧化铝涂层和活性组分,制备了Ce或Cr掺杂的Cu基蜂窝状催化剂,用于乙烷的催化燃烧。……
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