负载型铜钴催化剂的室温固相合成及对邻二甲苯-河北师范大学学报.pdf

第32 卷/第3 期/ 河北师范大学学报/自然科学版/ Vol.32 No.3 2008 年5 月 JOURNALOFHEBEI NORMAL UNIVERSITY/Natural Science Edition/ May.2008 负载型铜、钴催化剂的室温固相合成及对 邻二甲苯的深度催化氧化 1 1 2 1 1, 2 张玉霞 , 　吴银素, 　黄 勇 , 　马子川, 　贺　泓 (1.河北师范大学 化学与材料科学学院, 河北 石家庄　050016;2.中国科学院生态环境研究中心, 北京　100085) 摘 要:采用低温固相法制备了系列负载型铜、钴以及铜钴复合催化剂, 用于邻二甲苯的深度催化氧化, 以邻 二甲苯的分解率和二氧化碳产率综合评价催化剂的活性.考察了制备方法、活性组分及载体对催化剂活性的影响. 采用XRD, BET, SEM, TPR 等技术对催化剂进行表征, 结果表明:室温固相法制备的催化剂, 具有低结晶度、小晶体 粒度和高比表面积等结构特点;铜钴复合催化剂的活性高于单一金属氧化物催化剂, 载体对催化剂活性影响显著. 关键词:室温固相合成;铜、钴催化剂;邻二甲苯;深度催化氧化 + 中图分类号:O 643.36 1　　　文献标识码:A　　　文章编号:1000-5854(2008)03-0361-06 0　引　言 苯、甲苯、二甲苯等苯系污染物是VOCs(volatile orga ic compou ds)的主要组成部分, 主要来源于化工原 料的加工和使用、燃料的燃烧及汽车尾气的排放等.苯系物有强烈的致癌、致畸、致突变性能, 对人体健康构 成较大危害[1 ～3] .因此, 消除苯系污染物已成为目前环境治理中的重要研究课题之一. 深度催化氧化法可将VOCs 完全转化为二氧化碳和水, 避免了有毒有害中间体的产生.目前, 应用于苯 系污染物的催化体系可以分为负载型贵金属类催化剂、过渡金属氧化物催化剂、贵金属与过渡金属氧化物形 [4] [5] 成的复合物及过渡金属氧化物之间形成的复合物等 .负载型贵金属催化剂, 如Pt, Pd, Rh 等 , 由于价格 昂贵、资源有限, 易中毒, 从而限制了其广泛应用;过渡金属氧化物催化剂具有低温高活性的吸附氧和高温高 活性的晶格氧, 且热稳定性高、原料廉价易求, 有望取代贵金属, 越来越受到国内外研究者的极大关注.目前, 过渡金属氧化物类催化剂的制备方法主要有溶胶-凝胶法、微乳液法、浸渍法和沉淀法等.室温固相反应法是 近十年发展起来的一个新的研究领域.由于室温固相反应是无溶剂反应, 与液相反应比较其反应机理不同, 这就可能导致同样的反应物在固、液相反应中获得不同产物, 而且室温固相法可以简化反应程序, 减少副反 [6] [7] 应和干扰因素, 提高反应的产率及纯度, 是一种绿色合成方法 .胡瑞生等 以醋酸铜和醋酸钴为前驱体, 采用柠檬酸低温固相合成法制备了铜钴尖晶石复合氧化物, 用于二甲苯的催化燃烧, 以CO 产率来评价催 2 [8] 化剂的性能, 结果发现300 ℃焙烧的样品270 ℃左右CO 产率达到100 %.唐伟等 同样采用柠檬酸低温固