改性钴催化剂催化燃烧二溴甲烷
2021-10-18卢媛娇缪长喜
卢媛娇,缪长喜,蒋 见,宋 磊,孙 清
(中国石化 上海石油化工研究院,上海 201208)
近年来,随着我国环境保护力度的加大,大气污染问题日益受到重视。作为大气污染的重要组成部分,挥发性有机化合物(VOCs),尤其是含卤VOCs,不仅危害人类健康,更会严重污染生态环境,甚至会破坏臭氧层[1]。现阶段VOCs的排放难以避免,从源头上消除VOCs污染还不具备条件,因此,开发有效减少VOCs 的方法具有重要的环保意义和社会意义。在众多VOCs的排放控制技术中,催化燃烧法以低温转化、低能耗和高选择性成为最经济、最可行的方法之一。
生产精对苯二甲酸(PTA)的工业尾气中含有多种VOCs,如乙酸甲酯和对二甲苯等,且因为生产过程中添加了Br2,产生一定的含溴污染物。二溴甲烷(CH2Br2)作为含溴VOCs的典型代表,易造成催化剂中毒失活,是PTA工业尾气催化燃烧的难点[2-3]。目前报道的含溴VOCs催化燃烧的催化剂主要分为两类:一类是贵金属催化剂,如Pt-Pd催化剂[4-5]和Ru催化剂[6-7]等;另一类是非贵金属催化剂,如Ce-Mn复合氧化物催化剂[8]、Co3O4-TiO2催化剂[9-10]、Co3O4-CeO2催化剂[11-12]、Co-Mn/TiO2催化剂[13-14]等。由于贵金属资源日益减少且价格昂贵,并且易生成毒性更强的高溴代副产物,而非贵金属催化剂价格低廉、抗毒性好,因此引起研究者的广泛关注。其中,过渡金属复合氧化物催化剂被广泛用于含卤VOCs的催化燃烧反应,表现出良好的活性和抗中毒性能[8-19]。
本工作采用溶胶凝胶法制备了过渡金属Mn和Fe掺杂的Co基复合氧化物催化剂,采用XRD、N2吸附-脱附、ICP、Raman光谱、XPS、H2-TPR等方法对催化剂进行了表征,考察了催化剂对模拟PTA装置尾气的催化燃烧性能,并对催化剂的结构和性能进行了关联。……
