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在处理含有机物废气的技术中，催化燃烧法是应用最广泛的净化技术之一。低温甲醇洗废气是煤化工行业排放量巨大的有机废气，因其中含有高浓度的CO2，使得含有的有机物难以有效燃烧。因此，研发一种在高浓度CO2气氛下高效燃烧有机物的催化剂对煤化工行业环境治理意义重大。
本论文旨在实现低浓度有机物高效催化转化。围绕贵金属Pd/Al2O3催化剂，选取CH4为模型化合物，通过研究高浓度CO2条件下助剂种类和掺杂方法、助剂掺杂量、改性载体焙烧温度等制备条件对低浓度CH4燃烧催化剂性能的影响，开发出在高浓度CO2环境中优良催化氧化性能的催化剂，并揭示催化剂性能改善的原因。本论文的主要工作归纳如下：
（1）采用浸渍法掺杂Ni、Mg、Co、Cr、Ba、Fe对Pd/Al2O3催化剂进行了改性，考察了高浓度CO2条件下Pd/MAl催化剂甲烷燃烧催化性能。借助各表征手段测试，发现Ni、Mg、Co掺杂可提高Pd/Al2O3活性，Cr、Ba、Fe掺杂则降低了Pd/Al2O3活性，其中Ni掺杂催化剂具有最佳的甲烷燃烧催化活性。主要原因是Ni、Co、Mg的掺杂提高了催化剂上Pd2+物种和活性吸附氧物种数量，降低了载体酸性。此外，产生的尖晶石相有利于稳定活性组分和提高活性组分PdO的分散度。
（2）对比研究了浸渍法、溶胶-凝胶法、共沉淀法和水热法四种制备方法对Pd/NiAl甲烷燃烧催化性能的影响。测试表明：浸渍法和溶胶-凝胶法合成的Pd/NiAl催化剂在高浓度CO2气氛下的甲烷燃烧催化活性最佳，共沉淀法其次，水热法最差。
（3）研究Ni掺杂量对Pd催化剂甲烷燃烧催化性能的影响规律，研发出以10Ni/Al2O3为载体的甲烷燃烧Pd催化剂。通过表征分析表明，Pd/10NiAl-SG催化剂中高浓度的Pd2+物种和吸附氧物种共同促进了甲烷催化燃烧反应；同时，Pd/10NiAl-SG催化剂中PdO和NiAl2O4尖晶石相间的相互作用有效提高PdO颗粒在载体上的分散度、减小了PdO颗粒尺寸。过多的NiAl2O4尖晶石会使活性组分-载体间的相互作用太强，不利于甲烷燃烧催化反应。
（4）考察了载体焙烧温度对Pd催化剂甲烷燃烧催化性能的影响，发现复合载体焙烧温度在450-800℃间时，温度越高，越有利于甲烷燃烧催化活性的提高；高于800℃后，甲烷燃烧催化活性不再变化。分析表明在一定温度范围内，焙烧温度的提升会增加NiAl2O4尖晶石相，从而提高甲烷燃烧催化活性。
本论文旨在实现低浓度有机物高效催化转化。围绕贵金属Pd/Al2O3催化剂，选取CH4为模型化合物，通过研究高浓度CO2条件下助剂种类和掺杂方法、助剂掺杂量、改性载体焙烧温度等制备条件对低浓度CH4燃烧催化剂性能的影响，开发出在高浓度CO2环境中优良催化氧化性能的催化剂，并揭示催化剂性能改善的原因。本论文的主要工作归纳如下：
（1）采用浸渍法掺杂Ni、Mg、Co、Cr、Ba、Fe对Pd/Al2O3催化剂进行了改性，考察了高浓度CO2条件下Pd/MAl催化剂甲烷燃烧催化性能。借助各表征手段测试，发现Ni、Mg、Co掺杂可提高Pd/Al2O3活性，Cr、Ba、Fe掺杂则降低了Pd/Al2O3活性，其中Ni掺杂催化剂具有最佳的甲烷燃烧催化活性。主要原因是Ni、Co、Mg的掺杂提高了催化剂上Pd2+物种和活性吸附氧物种数量，降低了载体酸性。此外，产生的尖晶石相有利于稳定活性组分和提高活性组分PdO的分散度。
（2）对比研究了浸渍法、溶胶-凝胶法、共沉淀法和水热法四种制备方法对Pd/NiAl甲烷燃烧催化性能的影响。测试表明：浸渍法和溶胶-凝胶法合成的Pd/NiAl催化剂在高浓度CO2气氛下的甲烷燃烧催化活性最佳，共沉淀法其次，水热法最差。
（3）研究Ni掺杂量对Pd催化剂甲烷燃烧催化性能的影响规律，研发出以10Ni/Al2O3为载体的甲烷燃烧Pd催化剂。通过表征分析表明，Pd/10NiAl-SG催化剂中高浓度的Pd2+物种和吸附氧物种共同促进了甲烷催化燃烧反应；同时，Pd/10NiAl-SG催化剂中PdO和NiAl2O4尖晶石相间的相互作用有效提高PdO颗粒在载体上的分散度、减小了PdO颗粒尺寸。过多的NiAl2O4尖晶石会使活性组分-载体间的相互作用太强，不利于甲烷燃烧催化反应。
（4）考察了载体焙烧温度对Pd催化剂甲烷燃烧催化性能的影响，发现复合载体焙烧温度在450-800℃间时，温度越高，越有利于甲烷燃烧催化活性的提高；高于800℃后，甲烷燃烧催化活性不再变化。分析表明在一定温度范围内，焙烧温度的提升会增加NiAl2O4尖晶石相，从而提高甲烷燃烧催化活性。