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挥发性有机物(Volatile Organic Compound,VOCs)是大气污染物的重要成分之一,对环境及人体的健康具有严重危害。其中,苯系物(苯、甲苯和二甲苯)是最为典型的VOCs,因此有效消除苯系物污染具有重要的环境和健康意义。催化氧化法消除VOCs是最具实用前景的VOCs控制技术。负载型贵金属催化剂具有起燃温度低、净化效率高、使用寿命长等特性而受到广泛研究,其中Pd基催化剂因其较好的低温活性和选择性是最常用的贵金属催化剂。研究表明,活性中心Pd的价态、粒径、载体类型等对Pd基催化剂的性能有显著影响。本论文考察了γ-Al2O3粒径尺寸和Pd/ZSM-5制备方法对Pd基催化剂氧化邻-二甲苯性能的影响,阐明了小粒径的γ-Al2O3(nano)负载Pd催化剂促进其催化氧化邻-二甲苯性能的机制,并解释了原位合成法制备Pd/ZSM-5时无需预处理就具有较高催化氧化苯系物性能的原因。论文主要取得了以下研究成果: 发现载体的尺寸显著影响Pd/γ-Al2O3催化氧化邻-二甲苯的性能,高度分散的还原态Pd是邻-二甲苯催化氧化的活性位。以粒径约10nm的γ-Al2O3(nano)和粒径约200nm的γ-Al2O3(usual)为载体,采用浸渍法制备了1wt.%Pd/γ-Al2O3催化剂,Pd/γ-Al2O3(nano)具有更为优异的催化氧化邻-二甲苯的性能,H2还原后催化活性显著提高:在空速为60,000mL·g-1h-1下,Pd/γ-Al2O3(nano)催化氧化邻-二甲苯的T90约为150℃。利用X射线衍射(XRD)、比表面积(BET)、透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)等手段对催化剂进行了表征,结果表明还原态Pd是催化氧化邻-二甲苯的活性位点;γ-Al2O3(nano)与Pd之间的强相互作用促进了Pd的分散,是Pd/γ-Al2O3(nano)催化氧化邻-二甲苯性能优异的主要原因。 发现原位合成法制备的Pd/ZSM-5较传统的负载方法制备的催化剂具有更为优异的催化氧化邻-二甲苯的性能。原位制备的Pd/ZSM-5催化剂无需经过焙烧和还原处理,大大简化了Pd/ZSM-5催化剂的制备过程,有利于其在实际中的广泛应用。利用X射线衍射(XRD)、比表面积(BET)、X射线光电子能谱(XPS)等表征手段,发现在原位制备Pd/ZSM-5催化剂的过程中,具有还原性的模板剂将Pd原位还原为金属态是其催化性能优异的关键。