SCS法制备Co_(3)O_(4)催化氧化低浓度甲烷

前驱物中氧化剂(硝酸钴)/燃料(柠檬酸)配比对溶液燃烧法制备的Co_(3)O_(4)催化氧化低浓度甲烷性能的影响极大。随着燃料占比的增多,Co_(3)O_(4)的比表面积逐渐增大,氧化还原性能逐渐增强。其中当氧化剂/燃料比为1∶2时所得的Co3O(4命名为Co1CA2)具有最小的晶体尺寸、较高的比表面积。此外,该催化剂不仅具有较好的氧化还原能力,同时表面有更丰富的Co^(2+)以及吸附氧物种,并且此时的Co-O键更容易断裂,意味着可以提供更多的活性氧物种。在低浓度甲烷的催化氧化测试中,Co1CA2表现出了最好的催化活性,其T90值为370℃,相较于直接煅烧硝酸钴得到的Co_(3)O_(4)降低68℃。在经过3次非连续的稳定性测试后,Co1CA2对甲烷的去除率仍旧稳定在90%以上,表现出良好的耐性。

甲苯与水在不同粒径的13X分子筛表面竞争吸附研究

以甲苯作为VOCs代表物,采用固定床吸附含湿甲苯,研究粒径、湿度、温度对13X分子筛吸附容量、吸附时间的影响。从吸附动力学角度出发,采用Yoon-Nelson模型拟合甲苯与水的吸附穿透曲线。结果表明,0.5~1,1.6~2.5,3~5 mm三种粒径在吸附温度40℃,相对湿度RH30条件下平衡吸附容量分别达到19.86,20.41,21.36 mg/g;湿度升高至RH70时,其平衡吸附容量分别降低为0.86,1.78,2.03 mg/g;三种粒径的13X分子筛在湿度相同时,吸附时间与吸附容量随着粒径的增大而增加。RH50条件下,吸附温度由40℃升至80℃的过程中,0.5~1,1.6~2.5,3~5 mm三种粒径的吸附容量分别由12.075,13.577,18.291 mg/g下降至3.083,11.483,12.885 mg/g,相同湿度下,分子筛吸附容量随吸附温度的升高而降低。Yoon-Nelson模型很好地拟合13X分子筛吸附不同湿度VOCs的过程;粒径的改变引起含湿甲苯扩散路径长度的变化,水团簇的形成和路径长度共同影响了水与甲苯的竞争吸附过程,这解释了粒径对多组分吸附结果的影响,并为处理含湿甲苯提供新的思路。

铈锰改性ZIF-8材料催化氧化甲苯的性能研究

为了提高非贵金属催化剂处理挥发性有机化合物(VOCs)的效率,研究中尝试通过溶剂热法合成不同配比的铈锰改性ZIF-8催化剂,以甲苯作为VOCs的指标物,对比各产物在催化降解甲苯反应中的催化活性,最终筛选出催化性能最佳的铈锰配比。对产物应用了X-射线衍射仪、场发射扫描电镜、热重分析和N_(2)吸附-脱附实验手段进行表征。结果表明:随着铈、锰的加入,ZIF-8催化剂表面的活性组分增多,显著提高了其催化氧化的效果,在Ce∶Mn=1∶4时,催化活性达到最高,甲苯转化率达到90%时的温度为270℃;且材料表面铈、锰分布均匀,具有良好的热稳定性。