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负载型金属氧化物常温下催化氧化甲醛

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摘要

第一章 绪论

1.1 室内甲醛污染来源与危害

1.1.1 甲醛性质与作用

1.1.2 室内甲醛污染来源

1.1.3 甲醛的危害

1.2 室内甲醛污染治理

1.2.1 甲醛源头控制

1.2.2 科学方法治理

1.3 催化氧化法研究概况

1.3.1 负载型Pt金属催化剂

1.3.2 负载型Ag金属催化剂

1.3.3 非贵金属催化剂

第二章 实验部分

2.1 实验使用材料与仪器

2.1.1 负载型金属氧化物制备所需材料

2.1.2 负载型金属氧化物制备使用仪器

2.1.3 实验材料与使用仪器

2.2 催化剂评价实验条件

2.3 催化剂样品表征

第三章 铂铝催化剂载体负载方法研究

3.1 铂铝催化剂的选择意义

3.2 不同负载方式Pt/Al2O3催化剂制备与活性评价

3.2.2不同Al负载方式对Pt/Al2O3催化剂催化活性影响

3.3 催化剂表征分析

3.4 本章小结

第四章 还原法制备铂铝催化剂

4.1 还原法制备Pt/Al2O3催化剂制备与催化活性

4.2 催化剂表征分析

4.3 反应条件对Pt/Al2O3催化活性的影响

4.3.1 Pt负载量对催化剂催化活性影响

4.3.2 空速对催化剂催化活性影响

4.3.3 反应相对湿度对催化剂催化活性影响

4.4 本章总结

第五章 负载Ag催化剂催化氧化甲醛

5.1 催化剂的制备

5.2 Ag负载量与载体研究

5.3 不同碱金属的Ag/Co3O4催化剂活性比较

5.4 不同K含量的Ag/Co3O4催化剂活性比较

5.5 Ag/复合金属氧化物催化剂催化活性探究

5.6 本章总结

第六章 负载Ag/Co3O4催化剂载体的制备改性

6.1.2 催化剂活性评价与表征

6.2 沉淀法制备Ag/Co3O4催化剂

6.2.1 催化剂制备方法

6.2.2 催化剂活性评价与表征

6.3 KIT模板剂法制备3D-Co3O4载体

6.3.1 载体制备方法

6.3.2 催化剂的活性评价与表征

6.4 六次甲基四胺法制备3D载体

6.4.1 载体制备方法的探索

6.4.2 载体活性评价与表征

6.5 负载Ag的3D-Co3O4的催化活性分析

6.5.2 Ag/Co3O4催化剂活性评价与表征

6.6 本章总结

第七章 总结

参考文献

致谢

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摘要

随着人们健康环保意识的不断增强,室内甲醛污染问题收到了越来越多的关注。甲醛污染广泛存在于我们的社会生活中,室内甲醛主要来源于家居装饰中的醛类树脂。甲醛对人体具有十分严重的危害,即便在浓度很低时也会对人体产生刺激,诱发呼吸道疾病,甚至还会引起癌症与白血病。
  催化氧化法处理甲醛具有高效、简便、经济、适应性强和无二次污染等优势,因此倍受瞩目。负载型金属氧化物是净化甲醛的最佳催化剂,这其中负载型贵金属氧化物具有氧化性强,性能稳定的优势。
  本文主要制备了多种Pt/γ-Al2O3以及Ag/Co3O4催化剂,并通过红外进行活性评价,分析催化剂对甲醛的催化氧化性能,结合XRD、BET、XPS、ICP、H2-TPR、CO吸附以及XPS等多种表征手段来对催化剂的结构研究,从而找到性能最优的催化剂。
  在Pt/γ-Al2O3催化剂中,碱金属Na的加入可以提高催化剂的反应活性,讨论了两种不同Pt源以及不同制备方法对Pt/γ-Al2O3催化剂催化活性的影响,最终得出氯铂酸还原法制备的2%Na-Pt/γ-Al2O3催化剂的催化活性最优,可以在25℃下对200ppm甲醛氧化活性达到88%附近,并发现催化剂表面羟基含量以及Pt分散度对催化剂的催化氧化活性具有较大影响。
  在Ag/Co3O4催化剂中采用了多种制备方法来对催化剂进行制备,并通过对比发现六次甲基四胺法制备的Co3O4载体催化活性最好,而且具有很强的抗水性,并发现1mol/L的NaOH溶液处理后Co3O4可以在90℃附近将甲醛完全催化氧化,并且在负载Ag后可以在65℃附近将甲醛完全催化氧化,表现出了优异的活性。Co3O4载体表面Co3+的含量对催化剂活性有显著地影响。

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