Ag-MnO2催化劑構(gòu)建及其催化氧化甲苯性能研究.pdf

1、近年來(lái)過(guò)渡金屬氧化物負(fù)載的貴金屬催化劑因其良好的低溫催化性能成為研究熱點(diǎn)。錳催化劑由于具備良好的儲(chǔ)備氧和釋放氧能力，能夠在不同價(jià)態(tài)之間轉(zhuǎn)換從而進(jìn)行快速的氧化還原反應(yīng)。銀作為一種貴金屬，具有價(jià)格相對(duì)低廉和低溫活性較好等優(yōu)點(diǎn)常被用作催化劑的活性組分來(lái)促進(jìn)甲苯的深度氧化反應(yīng)。為了更高效去除揮發(fā)性有機(jī)污染物，本論文對(duì)Ag-MnO2雙組分催化劑進(jìn)行合理的調(diào)控。采用水熱法合成不同形貌的二氧化錳，并利用液相還原法制得小粒子和高分散度的銀負(fù)載型催化劑。

2、通過(guò)改變Ag負(fù)載量調(diào)控銀粒子的幾何結(jié)構(gòu)，初步探討了催化劑結(jié)構(gòu)與甲苯催化活性間的關(guān)系。具體的研究?jī)?nèi)容如下:
　　1.MnO2載體形貌（線狀、棒狀和管狀）對(duì)Ag-Mn之間的協(xié)同作用和甲苯催化氧化性能的作用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，MnO2的形貌影響銀粒子的尺寸，分散度及其與載體的結(jié)合形態(tài)。小粒徑的半球狀銀粒子易將最外層電子轉(zhuǎn)移到MnO2上，加強(qiáng)了Ag與結(jié)合位點(diǎn)的親和力，使Ag-Mn之間具有相互作用。線狀MnO2有利于形成與載體結(jié)合緊密的小粒徑銀

3、粒子，從而使線狀MnO2與Ag之間存在強(qiáng)烈的相互作用。Ag-Mn之間的相互作用提高了MnO2的氧化還原性能，增強(qiáng)其對(duì)甲苯的吸附能力，并且促進(jìn)更多的晶格氧生成。充足的晶格氧有利于提高甲苯催化氧化反應(yīng)活性。
　　2.調(diào)節(jié)銀負(fù)載量，考察負(fù)載量對(duì)Ag/MnO2催化劑氧化甲苯活性的影響，并分析了甲苯在催化劑表面的吸附—氧化過(guò)程，初步探討了甲苯在Ag/MnO2催化劑上的氧化機(jī)理。結(jié)果表明，Ag的加入有效地提高了MnO2的催化性能，同時(shí)催化活性

4、與銀負(fù)載量有直接關(guān)系。隨著銀負(fù)載量的增加，Ag粒徑逐漸增大，且與載體的結(jié)合力降低，當(dāng)銀的負(fù)載量為4％時(shí)，銀粒子能夠以均勻的、半球狀的小顆粒分散在MnO2表面，展現(xiàn)出最強(qiáng)的Ag-Mn相互作用，提高了MnO2的氧化還原性能。結(jié)合TEM和活性曲線分析得出，Ag-Mn之間的協(xié)同作用更有利于提高低溫階段甲苯氧化活性。同時(shí)，Ag的加入使催化劑生成更多的活性晶格氧物種，豐富的晶格氧物種可以在較低溫度下將吸附在催化劑上的甲苯分子氧化成活性中間產(chǎn)物羧酸鹽