孟 浩,刘 怡,姚太仓,周 超,戚国琴,徐 佳,浦渊竞,赵 洁,郭 燏

(1.南京工业大学 化工学院 材料化学工程国家重点实验室,江苏 南京 211800;2.南京工业大学 环境科学与工程学院,江苏 南京 211800)

挥发性有机化合物(VOCs)的污染对环境和人类健康产生较大威胁。由于VOCs废气的催化燃烧处理法具有净化率高、反应温度低、操作经济、无二次污染等特点[1-2],已成为VOCs废气治理的主要技术之一。贵金属催化剂因具有较低起燃温度、良好的净化效果等优点,而成为该领域的主流催化剂[3]。但另一方面,昂贵的价格、较差的抗卤中毒性及稀缺的资源性等缺点,限制了贵金属催化剂在工业上的大规模应用[4]。在此背景下,价格低廉且抗卤性较强的过渡金属氧化物催化剂受到越来越多的关注[4-7]。

作为过渡金属氧化物催化剂的主催化剂或助催化剂成分,Cu[6]、Co[1]、Mn[7]、Cr[4]、Ni[8]等过渡金属元素以及Ce[9]、La[10]等稀土元素,已经被相关研究证实具有较好的VOCs催化活性。近年来的研究进一步揭示,多组元的复合金属氧化物催化剂往往显示出超越单组元氧化物催化剂的催化活性[10-15]。Liu等[11]使用沉淀法制备CuO、MnO2和Cu-Mn复合金属氧化物催化剂,比较其在甲苯催化燃烧中的活性,结果表明,Cu、Mn氧化物之间的相互作用,使复合氧化物催化剂性能明显优于单组元催化剂,从而显示出更加优异的催化活性。类似的结论在Co-Mn[7]、Cu-Co[1]、Co-Ce[10]等二组元体系,Co-Mn-Ce[12]、Cu-Co-Ce[13]等三组元体系也有所报道。例如,Carrillo等[1]和Lu等[14]分别采用浸渍法和多元醇法制备Cu-Co复合氧化物催化剂,结果表明,Cu与Co之间存在的相互作用促进活性中心的分散,从而提高催化性能。……