OMS-2催化劑的制備和催化分解臭氧性能的研究.pdf

1、眾所周知，對(duì)于人類賴以生存環(huán)境而言，臭氧起到雙刃劍的作用。在平流層，臭氧能夠抵擋紫外線直接照射地球，是大自然的天然保護(hù)屏障;然而在靠近地表處，臭氧的危害作用十分大，會(huì)對(duì)人體的皮膚，免疫系統(tǒng)以及神經(jīng)系統(tǒng)等產(chǎn)生不同程度的影響。近地表的臭氧主要來(lái)源于水處理的尾氣和打印機(jī)等辦公設(shè)備。
　　催化分解臭氧方法由于其安全、經(jīng)濟(jì)、高效的特點(diǎn)，受到廣泛關(guān)注，其中錳氧化物是最有效的去除臭氧的催化劑。隱錳鉀礦(OMS-2)是一種由[MnO6]八面體鏈內(nèi)

2、共棱，鏈間共頂角氧構(gòu)筑的孔徑為0.46nm的一維孔架結(jié)構(gòu)的錳氧化物。OMS-2骨架中存在不同價(jià)態(tài)的錳離子，能提供較大的比表面積以及較高的抗?jié)裥阅埽欣诔粞醯拇呋纸狻?br>　　本文采用水熱合成的方法制備了一系列OMS-2和金屬摻雜的M-OMS-2催化劑，并考察了其高濕度條件下對(duì)臭氧的分解性能。通過(guò)XRD、Raman、XAFS、BET、SEM、H2-TPR和ICP等表征手段對(duì)催化劑進(jìn)行了結(jié)構(gòu)和性能表征。結(jié)果表明:
　　在單組分O

3、MS-2催化劑中，采用乙酸錳為前驅(qū)體合成的OMS-2-Ac催化劑在相對(duì)濕度為90％的條件下，表現(xiàn)出比較優(yōu)越的臭氧催化活性，轉(zhuǎn)化率為80％左右，性能優(yōu)于以硝酸錳合成的OMS-2-NO3和以氯化錳合成的OMS-2-Cl催化劑。合成過(guò)程中乙酸根的存在能夠阻止錳氧化物粒子之間的聚集，提供更多的表面缺陷位，OMS-2-Ac催化劑表面豐富的Mn3+是催化劑性能優(yōu)越的關(guān)鍵因素。
　　在金屬摻雜的M-OMS-2催化劑中，以硝酸鈰銨為前驅(qū)體合成Ce

4、-OMS-2催化劑具有最優(yōu)的臭氧分解性能，在相對(duì)濕度為90％條件下，6小時(shí)內(nèi)臭氧的轉(zhuǎn)化率基本為100％。與其他Co-OMS-2、Ni-OMS-2、Cu-OMS-2和Fe-OMS-2催化劑相比較，Ce-OMS-2的結(jié)構(gòu)發(fā)生畸變，Mn-Mn的配位不完全，有較大的比表面積，能夠暴露更多的表面活性位;催化劑表面具有豐富的Mn3+和表面氧，有利于O2*的脫附，促進(jìn)臭氧的分解。Ce-OMS-2催化劑在相對(duì)濕度為90％，體積空速高達(dá)600000h-1