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VOCs是一类主要的大气污染物,对环境有巨大的破坏作用,催化燃烧是一种有效去除VOCs的方法。本论文通过对Cu/CeO2催化剂改性,改变其负载量、焙烧温度,并通过XRD、H2-TPR、BET、XPS等表征手段来研究催化剂对甲烷、氯苯和四氢呋喃的催化燃烧性能、氧化还原性能、表面结构与活性之间的关系,取得如下结果:
采用水热法制备CeSi复合氧化物作为载体,通过等体积浸渍法制得一系列Cu/CeSi催化剂。结果表明,载体中Ce含量越多,催化剂的表面积越小,CuO分散度越高,并更加易于被还原,催化剂催化氧化VOC的活性越高。对应于H2-TPR低温还原峰,即与载体CeO2有协同效应的高分散态的铜物种可能是甲烷、氯苯和四氢呋喃催化燃烧的主要活性中心。
在Cu/CeO2体系中掺杂Mg元素,制得一系列Cu/Mg/CeO2催化剂。结果显示,由于Mg的加入一定程度上阻碍了Cu、Ce之间协同作用,并使得催化剂不易被烧结;CuO还原峰向高温方向移动。同时,Mg的加入提高了Cu、Ce在催化剂表面的分散度并增加了氧缺陷;催化剂的弱碱性位增多;甲烷催化氧化活性显著提高,且活性不随Mg含量的增加而变化;而氯苯和四氢呋喃的催化燃烧活性随着Mg含量的增加、焙烧温度的提高而下降。