摘要
随着工业的不断发展与进步导致地球生态环境与空气质量日益恶化，日益增多的挥发性有机物(VOCs)排放可造成臭氧层空洞、光化学污染、雾霾等环境问题，严重威胁人类的生存与持续发展。催化氧化法是目前国内应用广泛、处理效果较高的治理方法，其起燃温度低、设备简单、低能耗、净化效率高、无二次污染。催化氧化VOCs的技术关键在于选择合适的催化剂，但目前工业上普遍使用的贵金属催化剂存在价格昂贵、资源稀少、易中毒、稳定性差等问题。因此，研究开发价格低廉、活性优良的新型VOCs催化剂十分必要。过渡金属复合氧化物催化剂因其稳定性好、价格低廉、存在较好的低温氧化活性，而在低温催化燃烧VOCs方面备受关注。 本论文研究了铈锰复合金属氧化物及掺杂银的铈锰复合金属氧化物两个系列催化剂的制备工艺，并采用XRD、BET、H2-TPR、SEM、XPS等表征技术手段分析催化剂的结构性能的变化，以丙烷为模型化合物，探索了催化剂对丙烷催化氧化反应性能的影响，进而探索银掺杂前后催化反应活性的差异性及催化氧化机理。 通过凝胶溶胶法制备了一系列不同铈锰配比的铈锰复合氧化物，分别考察了其催化丙烷氧化活性，研究了不同配比组合的催化剂的性能差异，优化了铈锰复合金属氧化物催化剂的制备工艺条件。性能评价及表征结果表明，相对于单组分催化剂，铈锰复合氧化物催化剂活性明显提高，比较不同配比的铈锰复合氧化物催化剂，发现Ce:Mn=1:1时，在280℃左右就能够完全催化氧化丙烷。 通过等体积浸渍法将贵金属银负载于铈锰复合氧化物催化剂上，考察了其催化丙烷活性，研究了不同催化剂的性能差异。结果表明银的引入提升了催化剂的催化活性，负载量为5%时，催化性能最佳。表征分析结果表明，银的引入促进更多的低价锰转化为高价锰，进而产生了更多氧空位，促进活性氧的增加，强化了催化剂的氧化性能。
NETL