碱处理对堇青石蜂窝陶瓷性能的影响

采用10%(质量分数)的NaOH溶液对蜂窝状堇青石进行处理,研究了处理温度和时间对蜂窝状堇青石性能的影响,采用BET、SEM、XRF和XRD等对蜂窝状堇青石进行表征。结果表明:碱处理对蜂窝状堇青石的失重率、比表面积、比孔容积和孔径影响不大,但对蜂窝状堇青石的表面形貌影响很大。未处理的蜂窝状堇青石表面是由1μm左右的比较规则的块状粒子堆积而成,表面结构比较平整;而在100℃碱处理4h的蜂窝状堇青石的表面出现一层排列规则的"花瓣状"片状结构,并随处理温度的升高和处理时间的延长,蜂窝状堇青石的表面从"花瓣状"片状结构向"网状"结构转变。碱处理后的蜂窝状堇青石保持较好的机械强度。当处理温度高于100℃时,XRD图谱中出现SiO2的衍射峰,并随处理温度的升高,SiO2的衍射峰强度逐步增强。

载体碱蚀对CuMnCeO_(x)/堇青石微波催化燃烧甲苯性能的影响

催化剂比表面积的增加可以为活性组分颗粒提供大量的附着位点,从而显著提高其催化活性。使用2.5 mol·L^(−1)的NaOH溶液对蜂窝状堇青石进行碱蚀以增加其比表面积,采用等体积浸渍法制备了CuMnCeO_(x)/碱蚀堇青石催化剂,考察了碱蚀对催化剂微波催化燃烧甲苯性能的影响,并对碱蚀前后催化剂进行了BET、SEM、TEM和XRD表征。结果表明,在进气量0.12 m^(3)·h^(−1)、甲苯初始质量浓度1000 mg·m^(−3)和催化剂床层温度180℃的参数条件下,CuMnCeO_(x)/碱蚀堇青石催化剂对甲苯的去除率为97%,高出未碱蚀催化剂14%;经过5个周期(每周期120 min)的连续运行,碱蚀催化剂对甲苯的去除率稳定在92%~93%,证实碱蚀催化剂具有高的催化活性和良好的稳定性。表征结果显示,碱蚀后堇青石载体的比表面积从0.779 m^(2)·g^(−1)增加至4.054 m^(2)·g^(−1),活性颗粒以更小的尺寸均匀分布在催化剂表面,活性组分晶相更加多样性且出现Mn-Ce固溶体与Cu_(1.5)Mn_(1.5)O_(4)尖晶石。上述表征结果显示,载体碱蚀对催化剂活性的提高起到了重要作用。本研究可为应用于工业VOCs废气催化燃烧的高性能催化剂制备提供参考。