制备方法对铈锰固溶体催化燃烧甲苯性能的影响

以甲苯为代表的挥发性有机化合物的排放,导致大气污染问题加剧。为了开发一种高效的用于甲苯催化燃烧反应的催化剂,采用水热法、热分解法和共沉淀法制备3种Ce_(0.7)Mn_(0.3)O_(2)样品,分别用于催化甲苯燃烧反应,并通过X射线衍射、扫描电镜、透射电镜、氮气物理吸附-脱附、X射线光电子能谱、H_(2)程序升温还原、原位红外光谱测试对3种样品进行表征,探究制备方法对Ce_(0.7)Mn_(0.3)O_(2)催化剂结构、形貌、化学性质和催化燃烧甲苯性能的影响。结果表明:3种方法制备的Ce_(0.7)Mn_(0.3)O_(2)均为纳米颗粒;相较于其他2种方法,采用水热法制备的Ce_(0.7)Mn_(0.3)O_(2)具有更丰富的表面Mn3+、表面氧空位以及较强的低温可还原性,因此在甲苯催化燃烧反应中表现出良好的催化活性,在218℃时甲苯的转化率达到90%;此外,该样品具有优异的稳定性,在218℃下进行50h的稳定性测试后,仍能保持较高的甲苯转化率(约为90%);原位红外测试表明,水热法制备的Ce_(0.7)Mn_(0.3)O_(2)样品表面的催化燃烧甲苯反应遵循Marse-van Krevelen机制。