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挥发性有机化合物(VOCs)作为空气污染的主要来源已引起全世界的广泛关注,消除VOCs常见的方法有吸附、吸收、冷凝、催化燃烧、膜分离等,由于催化燃烧具有效率高、能耗低且无二次污染等优点,被认为是消除VOCs较为有效的方法。为此,催化燃烧催化剂的制备引起人们更多的关注。催化燃烧关键在于催化剂催化活性,其活性除涉及到催化活性组分等因素外,也受催化剂的制备方法与技术影响。超重力技术可用于液固吸附过程强化活性组分与载体之间的传质作用并使活性组分溶液分散均匀。考虑到制备方法的影响以及载体与活性组分的吸附过程,基于超重力技术的优点,采用超重力技术制备CuMn/ZSM-5-Higee催化剂,对比普通浸渍法制备的CuMn/ZSM-5-Traditional,考察不同方法制备的催化剂的催化活性。研究结果表明:CuMn/ZSM-5-Higee相比CuMn/ZSM-5-Traditional具有更好的催化活性,在270℃时,对甲苯转化率即达98%。超重力技术制备的负载型催化剂活性组分负载量较高,分散性较好,具有更好的低温催化活性。随着旋转填料床超重力因子的增大,活性组分负载量逐渐增多;随着活性组分流量增大,活性组分负载量先增多后减少;这归因于超重力场强化了活性组分与ZSM-5之间的传质,极大提升了活性组分在载体上的分散性及负载量,提升了ZSM-5孔结构的利用率。为进一步开发制备具有高效催化活性的催化剂,依据经济效益、低温催化氧化原则,通过超重力技术制备三元复合氧化物催化剂CuMnCe/ZSM-5-Higee,考察三元复合金属氧化物催化剂的催化活性。研究结果表明:三元复合金属氧化物催化剂CuMnCe/ZSM-5-Higee较二元复合金属氧化物催化剂CuMn/ZSM-5-Higee具有更好的催化活性,在250℃时,对甲苯转化率即达98%。实验采用BET、XRD、SEM、XPS、H2-TPR等对催化剂进行表征,结果表明:三元复合金属氧化物催化剂CuMnCe/ZSM-5-Higee形成了铈基固溶体和Cu-Mn复合氧化物活性相,铈基固溶体具有非常丰富的氧缺陷位,是催化剂的供氧中心,Cu-Mn复合氧化物活性相是催化剂氧化中心,从而促进了催化氧化过程,有利于甲苯的低温催化氧化。本文利用CuMn/ZSM-5-Higee催化剂,考察了甲苯浓度及氧气含量对催化甲苯反应过程的影响,结果表明:当甲苯浓度过高时,催化剂的催化效率降低;随着氧气含量的增高,CuMn/ZSM-5-Higee催化剂对甲苯转化率不断增大,当氧气含量达到一定值时,甲苯转化率趋于稳定;催化剂的催化活性随反应空速的增大而逐渐降低,CuMn/ZSM-5-Higee催化剂催化活性仅出现些许下降,说明超重力技术制备的CuMn/ZSM-5-Higee拥有宽泛的空速范围。本文系统的研究了超重力技术制备催化剂的催化活性及超重力技术制备三元复合氧化物催化剂的催化活性及其物性参数分析,并探讨了催化燃烧甲苯过程的影响因素的影响规律。这一研究为消除VOCs技术的工业化提供了技术支持。