乙酸乙酯催化燃燒凈化催化劑的研究.pdf

1、本論文制備了乙酸乙酯催化氧化催化劑，研究了催化劑載體和活性組分對催化劑活性的影響。并對催化劑進(jìn)行了X-射線衍射(XRD)、X-射線光電子能譜(XPS)、程序升溫還原(TPR)、儲氧能力(OSC)及BET表面積測試，探討了催化劑的結(jié)構(gòu)、表面組成、還原性、儲氧能力及織構(gòu)性能與催化劑活性間的關(guān)系。 制備了Mn/Al<,2>O<,3>催化劑，并在催化劑Mn/Al<,2>O<,3>中添加Ce<,0.5>Zr<,0.5>O<,2>，使用分浸

2、法制備了系列Al<,2>O<,3>-Ce<,0.5>Zr<,0.5>O<,2>復(fù)合氧化物催化劑：Mn/Al<,2>O<,3>.Ce<,0.5>Zr<,0.5>O<,2>(2：1，Al<,2>O<,3>與Ce<,0.5>Zr<,0.5>O<,2>的質(zhì)量比為2：1)、Mn/Al<,2>O<,3>-Ce<,0.5>Zr<,0.5>O<,2>(1：1)、Mn/Al<,2>O<,3>.Ce<,0.5>Zr<,0.5>O<,2>(1：2).結(jié)果表明

3、Ce<,0.5>Zr<,0.5>O<,2>的添加極大地促進(jìn)了催化劑Mn/Al<,2>O<,3>的活性。其中，催化劑Mn/Al<,2>O<,3>-Ce<,0.5>Zr<,0.5>O<,2>(1：2)活性最好。濃度為37182ppm的乙酸乙酯在催化劑Mn/Al<,2>O<,3>-Ce<,0.5>Zr<,0.5>O<,2>(1：2)上轉(zhuǎn)化98％以上為250℃，而在催化劑Mn/Al<,2>O<,3>、Mn/Al<,2>O<,3>-Ce<,0.5

4、>Zr<,0.5>O<,2>(2：1)、Mn/Al<,2>O<,3>-Ce<,0.5>Zr<,0.5>O<,2>(1：1)上轉(zhuǎn)化98％以上分別需290℃，275℃和270℃。濃度為15636ppm的乙酸乙酯在催化劑Mn/Al<,2>O<,3>-Ce<,0.5>Zr<,0.5>O<,2>(1：2)上轉(zhuǎn)化98％以上為200℃，而在催化劑Mn/Al<,2>O<,3>、Mn/Al<,2>O<,3>-Ce<,0.5>Zr<,0.5>O<,2>(2

5、：1)和Mn/Al<,2>O<,3>-Ce<,0.5>Zr<,0.5>O<,2>(1：1)上轉(zhuǎn)化98％以上分別需260℃，230℃和220℃。XRD結(jié)果表明，活性組分Mn以MnO<,2>和Mn<,2>O<,3>的形式存在。比表面和儲氧量測定結(jié)果表明，隨著Ce<,0.5>Zr<,0.5>O<,2>添加量的增加，催化劑的比表面積和孔容逐漸減小，儲氧量則逐漸增加。由TPR結(jié)果可知，Al<,2>O<,3>和Ce<,0.5>Zr<,0.5>O<,

6、2> 發(fā)生了相互作用。結(jié)合各表征結(jié)果可以得出，Ce<,0.5>Zr<,0.5>O<,2>的添加改變了催化劑Mn/Al<,2>O<,3>的織構(gòu)和儲氧性能，催化劑Mn/Al<,2>O<,3>-Ce<,0.5>Zr<,0.5>O<,2>(1：2)高的活性與其高的儲氧能力相關(guān)，而和其比表面積關(guān)系不大。 改變催化劑Mn/Al<,2>O<,3>-Ce<,0.5>Zr<,0.5>O<,2>(1：2)中活性組分Mn的負(fù)載量，研究了Mn的負(fù)載量對

7、催化劑活性的影響。發(fā)現(xiàn)當(dāng)Mn占氧化物總量10％時(shí)，催化劑活性最好。 另外還制備了Cu/Al<,2>O<,3>-Ce<,0.5>Zr<,0.5>O<,2>(1：2)、Co/Al<,2>O<,3>-Ce<,0.5>Zr<,0.5>O<,2>(1：2)、Fe/Al<,2>O<,3>-Ce<,0.5>Zr<,0.5>O<,2>(1：2)和Cr/Al<,2>O<,3>-Ce<,0.5>Zr<,0.5>O<,2>(1：2)催化劑，研究了催化

8、劑活性組分對催化劑活性的影響.發(fā)現(xiàn)催化劑Cu/Al<,2>O<,3>-Ce<,0.5>Zr<,0.5>O<,2>(1：2)和Mn/Al<,2>O<,3>-Ce<,0.5>Zr<,0.5>O<,2>(1：2)活性最好.濃度為24343ppm的乙酸乙酯轉(zhuǎn)化99％以上，在催化劑Cu/Al<,2>O<,3>-Ce<,0.5>Zr<,0.5>O<,2>(1：2)和Mn/Al<,2>O<,3>-Ce<,0.5>Zr<,0.5>O<,2>(1：2)上

9、需245℃，在催化劑Fe/Al<,2>O<,3>-Ce<,0.5>Zr<,0.5>O<,2>(1：2)和Cr/Al<,2>O<,3>-Ce<,0.5>Zr<,0.5>O<,2>(1：2)上需265℃，而在催化劑Co/Al<,2>O<,3>-Ce<,0.5>Zr<,0.5>O<,2>(1：2)上需更高的溫度270℃.由XRD結(jié)果可知，催化劑中Co、Cu、Cr分別以Co<,3>O<,4>，CuO和Cr<,2>O<,3>形式存在，結(jié)合XPS和

10、TPR結(jié)果可知，F(xiàn)e以Fe<,2>O<,3>形式存在。有TPR結(jié)果可知，催化劑Cu/Al<,2>O<,3>-Ce<,0.5>Zr<,0.5>O<,2>(1：2)和Mn/Al<,2>O<,3>-Ce<,0.5>Zr<,0.5>O<,2>(1：2)的開始還原溫度低，還原峰面積很大。催化劑 Cu/Al<,2>O<,3>-Ce<,0.5>Zr<,0.5>O<,2> (1：2) 和Mn/Al<,2>O<,3>-Ce<,0.5>Zr<,0.5>O<

11、,2>(1：2)高的活性與其高的還原性，儲氧速率，及在這兩種催化劑中部分氧化的Cu和Mn相的存在有關(guān)。 使用分浸法和混浸法兩種方法制備了雙金屬組分催化劑Mn.X/Al<,2>O<,3>-Ce<,0.5>Zr<,0.5>O<,2>(1：2)(X=Fe，Co，Cu)，催化劑中固定Mn含量為10％(wt％)，改變Fe/Co/Cu的含量.初步研究了催化劑的制備方法和活性組分負(fù)載量對乙酸乙酯催化燃燒活性的影響.發(fā)現(xiàn)催化劑的浸漬方式及Fe/