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催化燃烧由于其能源经济性的优势，已广泛用于微量可燃污染物的脱除，高性能纳米催化剂是关键和重点。相较于传统湿法制备，火焰喷雾热解法具有一步合成纳米颗粒的优势，且合成催化剂的比表面积较大、活性金属分散度较高，具有良好的催化燃烧性能。本文利用火焰喷雾热解法合成了不同摩尔比的Cu-Mn/TiO2纳米催化剂，并对CO、CH4、(CO+CH4)混合气和模拟烟气进行了催化燃烧性能实验。
通过高精度表征研究了催化剂的形貌、物相结构以及Cu-Mn相互作用。火焰喷雾热解合成的Cu-Mn/TiO2纳米催化剂的比表面积在60-90m2/g之间，BET当量直径在20nm左右，且均为球形结构。由于离子半径不同，Cu离子会嵌入TiO2晶格，而Mn离子通常替代TiO2中的Ti原子，二者均会形成固溶体结构，产生氧空位以及促使氧离子数量增加，造成了其锐钛矿相向金红石相的转变。当Cu-Mn负载量超过20mol%时，XRD检测到了Mn2O3物相，TEM结果表明Mn元素主要富集在TiO2颗粒周围，而Cu元素则是广泛分布，CuO在TiO2中呈高度分散的状态。随着Cu-Mn摩尔含量的增加，Cu1+逐渐向Cu2+转化，Mn4+逐渐向Mn3+转化。由于氢溢流效应，当Cu-Mn摩尔含量低于30mol%时，随着Cu-Mn摩尔含量增加，其还原峰的温度不断下降。
使用不同摩尔含量的Cu-Mn/TiO2纳米催化剂对CO、CH4、(CO+CH4)混合气和模拟烟气进行了催化燃烧实验，催化剂具有较好的耐久性以及水蒸气5vol%以下的抗水性。低温区间与高温区间下12mol%铜锰负载的Cu-Mn/TiO2(12CMT)性能均最优，对CO在100℃即达到了100%转化率，这归功于小的晶体颗粒与高度分散的活性组分，还与12CMT中Mn4+/Mn、Cu2+/Cu较高的含量有较大联系；对CH4在600℃达到了80%的转化率，但是由于高温烧结，比表面积减小导致活性位点数量减少，循环实验中的活性会有所降低。混合气体下，CO会促进CH4的催化燃烧。由于可逆竞争性吸附，水蒸气的存在会影响催化剂性能，在低温区间更为严重。
通过高精度表征研究了催化剂的形貌、物相结构以及Cu-Mn相互作用。火焰喷雾热解合成的Cu-Mn/TiO2纳米催化剂的比表面积在60-90m2/g之间，BET当量直径在20nm左右，且均为球形结构。由于离子半径不同，Cu离子会嵌入TiO2晶格，而Mn离子通常替代TiO2中的Ti原子，二者均会形成固溶体结构，产生氧空位以及促使氧离子数量增加，造成了其锐钛矿相向金红石相的转变。当Cu-Mn负载量超过20mol%时，XRD检测到了Mn2O3物相，TEM结果表明Mn元素主要富集在TiO2颗粒周围，而Cu元素则是广泛分布，CuO在TiO2中呈高度分散的状态。随着Cu-Mn摩尔含量的增加，Cu1+逐渐向Cu2+转化，Mn4+逐渐向Mn3+转化。由于氢溢流效应，当Cu-Mn摩尔含量低于30mol%时，随着Cu-Mn摩尔含量增加，其还原峰的温度不断下降。
使用不同摩尔含量的Cu-Mn/TiO2纳米催化剂对CO、CH4、(CO+CH4)混合气和模拟烟气进行了催化燃烧实验，催化剂具有较好的耐久性以及水蒸气5vol%以下的抗水性。低温区间与高温区间下12mol%铜锰负载的Cu-Mn/TiO2(12CMT)性能均最优，对CO在100℃即达到了100%转化率，这归功于小的晶体颗粒与高度分散的活性组分，还与12CMT中Mn4+/Mn、Cu2+/Cu较高的含量有较大联系；对CH4在600℃达到了80%的转化率，但是由于高温烧结，比表面积减小导致活性位点数量减少，循环实验中的活性会有所降低。混合气体下，CO会促进CH4的催化燃烧。由于可逆竞争性吸附，水蒸气的存在会影响催化剂性能，在低温区间更为严重。