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随着社会工业化发展,挥发性有机化合物(VOCs)的排放量持续攀升,由此而引发产生的大气污染问题亦是愈发严重。VOCs大都有一定毒性并伴有刺激性气味,是光化学烟雾、臭氧、PM2.5及温室效应等大气污染的元凶或者重要前体物,并会危害人体健康。微波催化燃烧作为VOCs治理的一种新技术具有反应条件温和、降解和矿化效率高、设备投资及运行费用合理等优点而受到了科研人员和企业的青睐。催化剂是催化燃烧技术的核心,研制强吸波、高活性的催化剂则有助于VOCs的高效微波催化燃烧降解。实验以整体式蜂窝状分子筛为载体制备铜锰铈负载型催化剂,考察其在微波加热条件下对多组分VOCs(甲苯、丙酮和乙酸乙酯)的催化性能及稳定性,研究影响催化剂活性的因素和催化剂的稳定性,同时对床层温度分布特征进行了分析。通过SEM、XRD、BET等表征手段对整体式催化剂的微观形貌、比表面积、晶粒大小及晶相结构等进行测试分析。试验研究基础上,得出如下研究成果:(1)蜂窝状分子筛载体自身吸波能力较好,在微波场下升温较快,负载后的分子筛载体升温性能明显优于负载前的分子筛载体,其原因是负载的铜锰铈氧化物可有效吸收微波能,在催化剂表面形成高温热点,从而提升了催化剂整体的吸波性能,有利于污染物的氧化降解;(2)制备的Cu-Mn-Ce/分子筛蜂窝状催化剂,在微波加热条件下对中低浓度的VOCs废气有较高的处理效率。当床层温度超过300℃,风量为5m3/h条件下,催化剂对浓度在200-2000 mg/m3之间的VOCs气体的降解效率在96%至80%之间;(3)温度是VOCs氧化降解的先决条件,床层温度超过300℃后,温度对降解效率的影响不再明显。风量,即停留时间的变化对降解效率的影响更为显著。催化反应室中的温度呈现出中间高四周低的分布,因此加强反应室腔壁的保温有利于提高VOCs的催化降解效率;(4)Cu-Mn-Ce单金属氧化物及其复合金属氧化物尖晶石是催化剂中主要的活性组分,甲苯、丙酮、乙酸乙酯分子在活性组分表面发生准一级反应而被催化氧化。高温对催化剂结构的影响有限,六次重复性试验证实催化剂仍具有高活性和良好的结构稳定性。论文研究工作为微波催化燃烧技术治理VOCs废气奠定了技术理论基础,为进一步的实际工程应用进行了有益的探索与实践。