Co3O4改性USY分子筛吸附和催化氧化甲苯特性研究
2021-06-30孙静董一霖李法齐李文翔马晓玲王文龙
孙静,董一霖,李法齐,李文翔,马晓玲,王文龙
(山东大学能源与动力工程学院,燃煤污染物减排国家工程实验室,环境热工技术教育部工程研究中心,山东省能源碳减排技术与资源化利用重点实验室,山东济南250061)
引 言
臭氧和PM2.5的协同治理是我国“十四五”大气污染防治工作的主线[1]。作为臭氧和PM2.5的重要前体物,挥发性有机物(VOCs)治理是打赢蓝天保卫战的新关键点[2]。深入开展VOCs治理技术对改善空气质量,切实增强人民群众的蓝天幸福感至关重要。
现阶段VOCs治理技术主要以吸附和催化氧化为主[3-4]。吸附法多采用具有丰富孔隙结构的固体吸附剂对废气中VOCs进行吸附,常以碳基和硅基多孔材料为吸附剂[4-5]。碳基(如活性炭、碳纤维)吸附材料通常具有较大的吸附容量,但热稳定性差,易燃烧,再生困难且过程中存在较大的安全隐患;相比而言,硅基吸附材料(如沸石分子筛)因具有优良的热稳定性、安全性和吸附-脱附重复利用性能得到了广泛的研究和应用[6-7]。吸附技术虽然可将废气中的VOCs脱除达到气体净化的目的,但其本质上是将低浓度的VOCs富集而不能彻底将之除去,仍需进一步处置。
催化氧化法是目前公认最有效的彻底消除VOCs的手段,不仅可以将VOCs转化为CO2和H2O,而且反应过程无火焰,兼具能量消耗低、脱除范围广、脱除效果好等优点[8]。常用的VOCs催化剂主要为贵金属[9]、非贵金属氧化物[10]、钙钛矿类催化剂[11-12]及其复合多相催化剂[13],其中非贵金属催化剂因资源丰富,价格低廉,研究最为广泛,尤其是过渡金属氧化物,因d轨道未填满,存在空穴和未成对电子,外层电子很容易在不同能级之间跃迁,表现出氧化还原特性,成为当前VOCs催化氧化的研究热点[14]。……
