負(fù)載型介孔CuO-CeO2復(fù)合催化劑的制備及性能研究.pdf

1、近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們對于高品質(zhì)高質(zhì)量生活的追求不斷提高，室內(nèi)空氣污染問題越來越受到人們的重視。在諸多治理方法中，金屬氧化物催化氧化法因其操作簡便、催化效果率高且不會造成二次污染而受到廣泛關(guān)注。但金屬氧化物催化氧化法用到的催化劑比表面積較小并且多呈粉末狀態(tài)且容易團(tuán)聚，一定程度上影響了催化劑的催化效率而且易造成粉塵污染。
　　介孔金屬氧化物兼具金屬材料的納米特性和介孔材料高比表面積的優(yōu)勢，成為目前金屬氧化物催化氧化領(lǐng)域研究

2、的探索熱點(diǎn)之一。而將催化劑負(fù)載到多孔載體上制備負(fù)載型復(fù)合催化劑既能充分發(fā)揮多孔材料的吸附作用，又能在一定程度上提高催化劑的分散性，降低粉塵污染，從而實現(xiàn)“吸附-濃縮-催化”的效果。
　　本研究以CTAB和P123為復(fù)合模板，改進(jìn)了軟模板法工藝，制備出粒徑均勻、分散度良好的介孔CuO-CeO2催化劑，并以SEM、TEM、XRD等手段進(jìn)行表征，得出最佳的制備工藝為:反應(yīng)溫度為70℃、CTAB∶P123為15∶1、Cu∶Ce為1∶5，此

3、條件下制備的介孔CuO-CeO2催化劑對甲苯催化效率最佳，為58.8％。
　　通過超聲浸漬法將所制得的Cu-Ce凝膠負(fù)載到膨脹石墨上，經(jīng)高溫焙燒后成功制備了介孔CuO-CeO2/膨脹石墨復(fù)合催化劑。研究結(jié)果表明最佳負(fù)載工藝為:0.5 g膨脹石墨浸漬10 mL濕凝膠、浸漬時間為15 min，制備的介孔CuO-CeO2/膨脹石墨復(fù)合催化劑對甲苯催化效率最高為66.2％。吸附動力學(xué)分析結(jié)果表明介孔CuO-CeO2/膨脹石墨復(fù)合催化劑對甲

4、苯的吸附降解過程存在化學(xué)吸附，且是復(fù)雜的非均相擴(kuò)散吸附過程。對介孔CuO-CeO2/膨脹石墨復(fù)合催化劑的吸附催化穩(wěn)定性考察結(jié)果表明，復(fù)合催化劑具有良好的吸附催化穩(wěn)定性，應(yīng)用價值優(yōu)越。
　　通過懸滴法成功制備了表面粗糙、內(nèi)部呈現(xiàn)多囊腔結(jié)構(gòu)且粒徑均勻的P(AN-VDC)大膠囊。并以甲基紅為目標(biāo)吸附物，通過設(shè)計正交實驗得出對P(AN-VDC)大膠囊吸附性能影響最大的因素是膠囊粒徑、其次是凝固浴組成、凝固時間，最小的是凝固浴溫度。P(AN

5、-VDC)大膠囊的最佳制備工藝為:凝固浴組成VDMF∶VH2O為1∶2;凝固浴溫度為30℃;凝固時間為15 min;粒徑為1mm。
　　成功制備了介孔CuO-CeO2/P(AN-VDC)大膠囊復(fù)合催化劑，且催化劑顆粒在大膠囊表面及內(nèi)部均可以實現(xiàn)較均勻分布。復(fù)合催化劑對甲苯吸附催化降解性能隨負(fù)載量增加呈現(xiàn)先增大后降低趨勢，負(fù)載量為20wt％時吸附催化效果最佳，為81.3％。并比較了不同P(AN-VDC)載體形式負(fù)載催化劑的差異，發(fā)現(xiàn)