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催化剂载体的优化及微波催化燃烧甲苯特性

         
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为提高催化剂活性、增强催化剂稳定性,以蜂窝状堇青石、莫来石和碳纤维锆铬刚玉3种载体为研究对象,采用浸渍法制备了Cu-Mn-Ce负载型催化剂;在微波催化燃烧甲苯性能测试和催化剂表征的基础上,对载体及其负载催化剂进行了综合评价,以期为微波催化燃烧VOCs技术的应用寻找性能良好的催化剂载体。结果表明:Cu-Mn-Ce/碳纤维锆铬刚玉的催化活性与稳定性最好,Cu-Mn-Ce/莫来石次之,Cu-Mn-Ce/堇青石最差;在微波功率50 W、床层高度100 mm、进气量为0.12 m^3·h^−1和进气浓度为1000 mg·m^−3的参数条件下,3种优化制备的催化剂对甲苯的降解率分别为98%、98%和90%。Cu-Mn-Ce/碳纤维锆铬刚玉的优化制备条件为质量分数4.50%活性组分负载量、450℃焙烧温度和4~5 h焙烧时间,良好的吸波性能、一定的吸附能力、最多尖晶石活性组分的存在、碳纤维的协同作用以及刚玉载体良好的耐高温性是其高催化活性的保障。高温对催化剂的孔隙结构有显著影响;减小其比表面积和孔容,可导致活性组分颗粒在催化剂表面团聚,但却有利于活性组分晶体的生成,从而有助于污染物降解。Cu-Mn-Ce/堇青石的催化活性受活性组分负载量和焙烧时间的影响显著,虽然其对甲苯的降解效果较差,但低廉的价格使其具有一定的市场应用潜力。3种催化剂最佳制备条件的研究可为高性能吸波型催化剂的制备提供参考。

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