陈 瑾,卜龙利,2,3,*,张丹庆,张继宾,田 野,刘嘉栋,2,3

微波催化燃烧印刷包装VOCs废气的矿化途径与降解机理

陈 瑾1,卜龙利1,2,3,*,张丹庆1,张继宾1,田 野1,刘嘉栋1,2,3

(1.西安建筑科技大学环境与市政工程学院,陕西 西安 710055；2.教育部西北水资源与环境生态重点实验室,陕西 西安 710055；3.陕西省环境工程重点实验室,陕西 西安 710055)

结合贵金属和过渡金属催化剂的优点,采用等体积浸渍法制备了Pt-CuMnCeO/蜂窝纳米陶瓷整体式催化剂,考察其在微波辐照下对印刷包装VOCs(甲苯和丙酮)废气的矿化效果及催化机理.研究表明,微波功率600W,进气量5m3/h,甲苯和丙酮浓度各1000mg/m3条件下,催化剂床层温度达到300℃,双组分VOCs矿化率为82%.结合XRD和XPS表征可知,高分散的Pt颗粒与铜锰铈尖晶石活性组分在“微波热点”作用下提高了对甲苯、丙酮的低温催化效率;微波催化燃烧反应同时遵循L-H和MvK机理,不同价态金属间发生电子转移,催化剂表面产生更多的表面吸附氧和晶格氧,从而增强了VOCs分子的吸附与氧化.中间产物测试基础上,推测甲苯的氧化降解途径为甲苯→苯甲醛→苯甲酸→小分子酸→二氧化碳和水,丙酮的氧化降解途径为:丙酮→小分子醛类、酸类→二氧化碳和水.

Pt；CuMnCeOx；VOCs；催化燃烧；微波；机理

印刷包装行业产生的高浓度挥发性有机化合物(VOCs)废气严重污染大气环境,VOCs不仅是PM2.5、O3和二次气溶胶形成的关键前驱体[1],还可加重雾霾天气[2].另外,VOCs的毒性和致癌性,会引起人的神经、肾脏和肝脏的疾病[3].我国的印刷包装行业生产会使用到比较多的油墨……