23573.銀基催化劑上甲醛吸脫附及催化氧化性能研究

1、博士學位論文銀基催化劑上甲醛吸一脫附及催化氧化性能研究HCHOAdsorption—DesorptionandCatalyticOxidationPerformanceoverAgBasedCatalysts學號：ll118015完成日期：2014—10—26大連理工大學DalianUniversityofTechnology大連理工大學博士學位論文摘要JIIIIIIMIIIIIIIMIIIIY2728561甲醛(HCHO)是一種重要的

2、室內(nèi)污染物，對環(huán)境和人類健康造成極大危害，因此，甲醛的消除越來越成為人們的研究熱點。催化氧化法是一種高效的甲醛去除方法，具有無二次污染，簡單易操作、能耗低、工藝成熟等優(yōu)點。相對廉價的銀(Ag)催化劑被認為是一種具有較好發(fā)展?jié)摿Φ募兹┐呋趸呋瘎?，但目前銀催化劑對甲醛氧化的反應溫度仍然偏高。因此，本論文通過載體優(yōu)化、預處理條件調(diào)控和第二組分鈷(Co)的添加等方式提高銀催化劑對甲醛的低溫氧化活性，并系統(tǒng)研究了甲醛在銀基催化劑上的吸附一脫附

3、行為以及催化劑結構與反應性能間的構效關系，得到的主要研究結果如下：(1)通過甲醛程序升溫脫附曲線及甲醛吸附穿透曲線測定，研究了不同載體材料上甲醛吸附一脫附性能。研究結果表明，甲醛吸附容量與比表面積、孔容等孔參數(shù)密切相關。載體比表面積和孔容越大，甲醛吸附容量越大；孔徑越小，孔徑分布越窄，甲醛脫附越難。四種具有不同比表面積和孔道結構的載體上甲醛吸附脫附性能結果表明，具有規(guī)則孔道結構、高比表面積的MCM41介孔材料具有最強的甲醛化學吸附性能。

4、并且，在AgtMCM41催化劑上，增加的甲醛低溫吸附位點為銀基催化劑上甲醛低溫催化氧化反應提供可能。(2)通過原位紅外光譜及質(zhì)譜技術研究了Ag／MCM41催化劑上甲醛催化氧化反應機理。研究結果表明，催化劑中的銀氧結構能夠增強其對甲醛的吸附活化能力，提高甲酸鹽和吸附態(tài)CO物種的形成能力，從而加速最終產(chǎn)物C02的生成。銀催化劑表面羥基的存在為甲酸鹽物種的形成提供新途徑。甲酸鹽和吸附態(tài)CO活性中間物種的產(chǎn)生和轉(zhuǎn)化是銀催化劑上甲醛催化氧化反應的

5、速率控制步驟。在甲醛催化氧化反應中，最終產(chǎn)物C02呈現(xiàn)雙途徑生成機制：1)通過甲酸鹽物種的解離反應生成CO，CO再氧化反應生成C02：2)甲酸鹽物種直接被氧化為C02。催化劑表面羥基與銀氧結構是提高Ag／MCM一41催化劑上甲醛催化活性的重要因素。(3)為進一步了解Ag／MCM一41催化劑上銀一氧結構在甲醛催化氧化反應中的作用，通過調(diào)控氧氣預處理溫度(5000C8000c)，研究了銀結構與甲醛反應中間產(chǎn)物以及表面反應性能間的相互關系。研