过渡元素掺杂的ceo催化剂对甲苯催化性能的研究

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1、过渡元素掺杂的CeO2催化剂对甲苯催化性能的研究过渡元素掺杂的CeO2催化剂对甲苯催化性能的研究#乔南利，黄学敏，曹利，杨全，马广大**5101520（西安建筑科技大学环境与市政工程学院，西部建筑科技国家重点实验室，西安710055）摘要：采用浸渍法，以γ-Al2O3为载体负载过渡元素掺杂CeO2的复合氧化物为活性组分制备了一系列M-Ce-O/γ-Al2O3催化剂MCu、Mn、Fe、Ni、Co，以及不同Mn/Ce摩尔比的MnxCe1-xO2/γ-Al2O3催化剂，通过固定床反应器评价了催化剂对甲苯的催化燃烧

2、性能。结果表明，掺杂不同过渡元素的CeO2催化剂对甲苯的催化活性是不同的，其中锰掺杂的催化剂表现出优良的低温活性，并且当Mn/Ce摩尔比为0.8/0.2时催化活性最佳，T90为160;并通过XRD、XPS、以及SEM等分析测试手段对催化剂的结构以及表面进行了表征。关键词：催化燃烧；过渡元素；CeO2；M-Ce-O；甲苯中图分类号：XAStudyoverTransitionMetalDopedCeriaOxideCatalystsonCatalyticCombustionofTolueneQIAONanli,HU

3、ANGXuemin,CAOLi,YANGQuan,MAGuangdaSchoolofEnvirnmental&MunicipalEngineering,Xi`anUniversityofArchitectureandTechnology,StateKeyLaboratoryofArchitechtureScienceandTechnologyinWestChina,Xi`an710055Abstract:Viaimpregnationmethodonγ-Al2O3,aseriesofM-Ce-O/γ-Al2O3

4、catalystswerepreparedbydopingtransitionmetalsuchasCu、Mn、Fe、NiandCointoceriaoxide,and25303540preparedMnxCe1-xO2/γ-Al2O3catalystswithdifferentMn/Cemolarratios.Toluenewaschosenasthemodelcompoundtoevaluatethecatalyticinaconventionalfixed-bedquartzreactor.Resul

5、tsindicatethatthecatalystsofdifferenttransitionmetaldopedceriaoxidehaddifferentcatalyticcombustionactivityoftoluene,andMncatalystshowedexcellentactivityonatlowtemperature.Especially,forthecatalystwithMn/Ceratio0.8/0.2possessedthebestcatalyticandthetemperatur

6、eofconversionrate95%wasaslowas180℃.ThecatalystswascharacterizedusingX-raydiffractionXRD、X-rayphotoelectronspectroscopyXPSandScanningElectronMicroscopeSEM.Keywords:Catalyticcombustion;transitionmetal;ceriaoxide;M-Ce-O;toluene0引言挥发性有机物（VOCs）是主要大气污染物之一。催化燃烧法是消除

7、VOCs污染的有效方法，与传统的热力燃烧相比，具有起燃温度低、净化效率高、无二次污染和操作简单等优点[1]。目前国内外用于催化燃烧的催化剂主要有Pt、Pd、Rh等负载型贵金属、钙钛矿型复合氧化物、负载型过渡金属氧化物等。贵金属催化剂具有其他金属不可比拟的优越性，但缺乏稳定性，容易中毒并且价格昂贵，来源短缺从而限制了其普遍应用[2]。钙钛矿型则由于比基金项目：教育部高等学校博士学科点专项科研基金（No.200807030007）作者简介：乔南利（1986-），女，硕士研究生，大气污染控制通信联系人：黄学敏（195

8、7-），男，教授，大气污染控制.E-mail:huangxuemin@x-1-表面积小，机械强度差及活性低等因素，也难于大规模使用[3]。过渡金属氧化物型催化剂，有Cu、Mn、Fe、Co、Ni、Zn等的金属氧化物，这类催化剂价格较低，其活性不高，需加以改进以提高活性[4]。因此，急需寻找一种活性高、稳定性好的非贵金属催化剂。CeO2在催化剂中具有极好的储氧和释放氧的能力，近年来Ce基