助剂对CuO－CeO2催化剂VOC催化燃烧性能的影响研究【文献综述】

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1、毕业设计文献综述化学工程与工艺助剂对CuO－CeO2催化剂VOC催化燃烧性能的影响研究前言1.1挥发性有机物的概念及污染现状挥发性有机化合物英文名是VOCs(VolatileOrganicCompounds)，就是说处于常温下时的饱和蒸气压大于70.91Pa、常压下的沸点小于260℃的有机化合物[1]，VOC大多来自石油，化工和石化工艺废气、印刷和油漆生产废气，化工产品储罐气，制药厂废气,木材干馏废气以及萃取废气等[2]。伴随着人们对VOCs危害方面认识的加深，使得对VOCs的控制越加受到重视。那些易挥发性有

2、机废气(VOCs)不但污染环境，而且会危害人体的健康，所以必须对其进行净化处理。综上所述，对VOCs的处理技术已经成为当今研究的热点[3]。现在世界上对处理VOCs的污染技术方法主要有一下两种[4]：回收技术和销毁技术。其中用的最多的是销毁技术中的燃烧法。燃烧法包含直接燃烧和催化燃烧两种。而催化燃烧技术具有起燃温度较低、适用范围更广、处理效果更高、一般没有二次污染等这些优点，所以受到广泛关注[5]。当前国内最受到重视的为复合氧化物催化剂，如Cu-Mn、Cu-Co等，这些催化剂处于一定条件下，就能达到贵金属催化

3、剂的催化效果，成本低，是催化研究领域的热点。在该种类复合氧化物催化剂中加入适量的助剂，如K、Na等，也许能进一步提高催化剂的活性。所以本次设计的重点是研究助剂对CuO－CeO2催化剂VOC催化燃烧性能的影响。1.2主题1.2.1VOC催化燃烧特性1.2.2催化燃烧机理催化燃烧是典型的气-固相催化反应，其实质是活性氧参与深度氧化作用。在催化燃烧过程中，催化剂的作用是降低活化能，同时使反应物分子富集于表面从而提高反应速率。借助催化剂可使有机废气在较低的条件下发生无焰燃烧，并氧化成二氧化碳和水，同时释放出大量的热。

4、71.2.3催化燃烧特点催化燃烧在原理上为完全的催化氧化反应，就是在通过催化剂作用，让废气中的有害可燃组分全部氧化成为二氧化碳。因为挥发性有机物本身具备可燃性以及不同程度的恶臭，所以催化燃烧法不仅成为净化含碳氢化合物废气的有效方法之一，而且也是消除恶臭气体的有效手段。催化燃烧法与直接燃烧法相比，还具有如下特点:①催化燃烧是一种无火焰燃烧，比较安全;②燃烧的温度一般比较低(大多数烃类和CO反应完全的温度范围在300~450℃之间)，所以其能耗低;③其对有机物的浓度以及组分范围要求宽;④反应效率高，一般没有二次污

5、染。治理有机废气用催化燃烧法的净化效率大概95%以上，最后产生的是CO2和H20(燃烧产物以及杂原子有机化合物)，所以没有产生二次污染的问题。另外，由于反应温度低，可以很大减少NOX生成量。1.3VOC催化剂研究进展自催化燃烧技术出现以来，人们一直很重视这项技术。催化剂是催化燃烧技术的关键部分，长期以来都是人们研究的重点，每年都有很多的文献、专利发表出世，使得催化剂的催化性能不断得到改善，像目前净化汽车尾气的三效催化剂可以让CO，HC，NOx，等污染物在有氧状况下同时反应转化成为无毒害的COZ、H20以及N2

6、气体。一般燃烧催化剂为固体催化剂，由三部分组成:载体、活性组分和涂层或助催化剂。其中最重要的组成部分是活性组分，直接影响最后的催化效果，根据催化剂的活性组分，可以把催化剂分为两种：贵金属催化剂和非贵金属催化剂。常用到的贵金属催化剂种类有Pd、Pt和多组分体系，贵金属催化剂的特点是具有高活性和高热稳定性。通常认为，催化剂的活性高和活化H2、02、C-H以及O-H键的能力有联系。大家对贵金属催化剂的研究起步较早，同时也研究的比较深入。Noronha研究了不同载体负载Pd催化剂对苯完全氧化的效果，研究发现催化剂的催

7、化活性主要源于PdO中Pd-0的强弱，通过XRD测试表明，Pd和PdO之间的转变对于高温下催化剂的催化反应活性有重要影响。1.3.1贵金属催化剂负载型Pd催化剂的失活原因，人们一般认为可能有以下几种:载体(如r-A12O3)的烧结产生尖晶石;Pd或者PdO的烧结和PdO的分解(PdOPd+l/202)。所以大家对怎样改善贵金属催化剂的热稳定性进行了很多的研究。Koat等指出，比Pd2+小的阳离子(如M2+、Ni2+7)一些离子半径可以进入Pdo的结构中然后产生一种可以减少Pdo烧结的Pd固溶体。在文献中说到往

8、PdO中增加10%的稀土元素可以把PdO的分解温度提升到900℃以上，也许是加入的稀土向Pd提供了结构氧而导致了这个结果。Euezn[6]通过把改性氧化铝做为载体，制备了负载型的Pd催化剂，并且把堇青石作为第一载体，制备了整体式催化剂。然后研究了负载在氧化铝上的Pd催化剂的失活原因。最后研究结果表明，催化剂反应的温度以及催化剂反应中Pd含量都能对催化剂的失活产生影响，但是往催化剂中加入一些混合氧化物