粉煤灰沸石分子筛负载氧化铈催化剂的制备及其催化燃烧二氯甲烷性能
2021-02-03章继龙
化工环保 2021年1期
章继龙
(中国石化集团资产经营管理有限公司 扬子石化分公司水厂,江苏 南京 210048)
挥发性有机化合物(VOCs)的排放是造成空气污染的主要因素之一,VOCs是臭氧和烟雾形成的重要前体[1-3]。二氯甲烷(DCM)等含氯挥发性有机化合物(CVOCs)在VOCs中占较大比重[4-6],具有持久性、异源性,且对环境中的生物降解具有抵抗力[7-8]。催化燃烧法是在催化剂的作用下使反应物分子富集于催化剂表面,从而降低催化反应的表观活化能,提高反应速率。催化燃烧法是去除VOCs最有效的技术之一,在工业上应用广泛[9-10]。
催化燃烧技术的核心是催化剂,催化剂主要包括活性组分和载体两部分[11]。载体方面,沸石分子筛因其独特的通道结构、适当的酸性、良好的热稳定性和吸附能力而越发受到研究人员的关注[12]。基于ZSM-5比表面积大、表面酸性强的特点,近年来以其为载体制备VOCs催化燃烧催化剂的研究陆续有所报道,但ZSM-5居高不下的成本限制了其在VOCs催化燃烧中的应用。
煤炭的燃烧会产生大量粉煤灰[13-14]。粉煤灰资源化用于建材、土壤修复剂等已有较多研究,进一步提高附加值是其资源化研究的热点。粉煤灰的主要成分为SiO2和Al2O3,占比高达80%,与沸石分子筛组成接近。因此,利用廉价易得的粉煤灰合成ZSM-5具有重要的研究价值。另一方面,H型沸石分子筛,即HZSM-5、H-β和H-MOR等,在各种CVOCs的催化燃烧中均表现出明显的催化活性[15]。
本工作以发电厂粉煤灰为原料,采用碱融水热法合成了HZSM-5分子筛(记为FHZSM-5),并用浸渍法负载10%(w)CeO2制备了CeO2/FHZSM-5催化剂,用于DCM的催化燃烧。……
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