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近几年来,挥发性有机污染物(VOCs)排放量与日俱增,大气污染问题愈发严重,许多国家针对VOCs的排放制定了严格的标准。因此,寻求一种性能高效、绿色环保、价格低廉且能满足严格排放标准的挥发性有机污染物控制技术已经迫在眉睫。本文使用天然赤铁矿为载体,制备了三种α-Fe2O3负载金属氧化物复合催化剂(CuO/α-Fe2O3、Mn2O3/α-Fe2O3、CeO2/α-Fe2O3)。通过 X 射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、比表面积分析仪(BET)、X射线光电子能谱(XPS)、氢气程序升温还原(H2-TPR)等技术对复合催化剂进行了表征,对其化学成分、表面特性以及氧化还原能力等进行研究,并探讨了不同因素的改变对复合催化剂催化氧化苯性能的影响,结论如下:(1)以天然赤铁矿为载体,采用浸渍-煅烧法制备的CuO/α-Fe2O3复合催化剂具有较好的催化氧化性能。当氧化铜与赤铁矿质量比为30%,空气氛围下500℃煅烧两小时的复合催化剂对气态苯的催化氧化性能最佳,在苯初始浓度为1000 mg/m3及空速为40000 h-1条件下,该催化剂在440℃反应温度时CO2选择性可达到87.2%。通过对复合催化剂的表征结果以及分析该催化氧化反应机理发现,相比赤铁矿,CuO/α-Fe2O3复合催化剂具有较大的比表面积、Fe与Cu之间较强的相互作用以及较高的表面吸附氧浓度,均有利于苯的催化氧化。(2)以天然赤铁矿为载体,利用沉淀-煅烧法合成的Mn2O3/α-Fe2O3复合催化剂具有较佳的气态苯催化氧化活性。Mn2O3与赤铁矿的质量比为15%和煅烧温度为530℃条件下制得的复合催化剂对催化氧化气态苯具有最高的催化性能。当反应温度为420℃时,苯的降解率为100%,且此时CO2选择性可达到88.9%。Mn2O3/α-Fe2O3复合催化剂还具有优异的稳定性,苯的催化活性在76 h持续反应以及重复利用6次均未发生变化,该催化剂在实际应用中具有一定的潜力。通过催化剂的表征结果发现,相比赤铁矿,Mn2O3/α-Fe2O3复合催化剂具有较大的比表面积、Fe与Mn之间较强的相互作用、较高的表面氧浓度和较强的氧化还原性能,均有利于苯的催化氧化。(3)以天然赤铁矿为载体,利用沉淀-煅烧法合成了具有较佳催化活性的CeO2/α-Fe2O3复合催化剂,并通过降解较高浓度气态苯对CeO2/α-Fe2O3复合催化剂的催化活性进行了考察。当CeO2与赤铁矿的质量比为20%,空气氛围下500℃煅烧两小时的复合催化剂对气态苯的催化氧化性能最佳,反应温度为450℃时,苯的转化率接近100%。实验结果发现苯的初始浓度和空速均对CeO2/α-Fe2O3复合催化剂催化氧化苯性能有一定影响。随着苯初始浓度和空速的增大,复合催化剂的催化氧化性能呈现降低的趋势,且CO2选择性会随着苯初始浓度的增大而减少。通过复合催化剂的表征结果发现,相比赤铁矿,CeO2/α-Fe2O3复合催化剂具有较大的比表面积、Ce与Fe之间较强的相互作用以及较高的表面吸附氧浓度,均有利于苯的催化氧化。