邻二甲苯催化燃烧催化剂制备方法研究.pdf

第 4O卷 第 11期 化 工 技 术 与 开 发 Vo1．40 No．11 2011年 11月 Technology DevelopmentofChemicalIndustry NOV．201l 邻二甲苯催化燃烧催化剂制备方法的研究 边珊珊 ，冯 翔 ，傅慧云，马静雯，吴东方 (东南大学化学化工学院，江苏 南京 211189) 摘 要 ：以堇青石蜂窝陶瓷整体载体为基体 ，以 一Al20为涂层材料 ，以Cu—Mn复合氧化物为活性组分 ， 制备了一系列的催化剂，并考察了其对邻二甲苯的完全催化氧化性能。 关键词 ：Cu—Mn复合氧化物；邻二 甲苯 ；催化燃烧 ；整体催化剂 中图分类号 ：0643．36 文献标识码 ：A 文章编号2011)11-0015—03 工业生产中产生的有机废气具 VOCs有较强 根据 1．1的 3个方 向及操作分别配置 A1／ 的挥发性和毒性 ，不仅对环境产生污染 ，而且会 Cu／Mn摩尔 比为 39．84／0．3458／0．1729的整体式 影响人体健康 ，因此 ，采取适当的方法彻底消除 催化剂，分别选取活性涂层负载量相近的成品进 已成为 目前环境治理中的重要研究课题之一。催 行催化活性研究，多取几组进行对比确认。 化燃烧法 (也叫催化氧化法)是 目前 VOCs治理中 1．3 催化剂活性评价 最为经济、高效和环保的方法之一E1]。而工业有机 邻二甲苯熔点为一25．2℃，沸点为 144．4℃。催 废气处理过程一般需在较高温 、高空速下进行 ， 化燃烧活性评价在常压石英管反应 (内径=lOmm) 伴随着强热冲击和粉尘 ，在这些场合 ，整体式催 中进行。反应器放置在一个装有 自动控温装置的 化剂往往是唯一的选择 【。 电炉中．催化剂经少量玻璃纤维包裹后放置于反 有关整体催化剂的制备方法 ，现有文献报道 应器中部 ．以便密封催化剂与反应管间的空隙。 的主要 由两步法来制备 。即在蜂窝陶瓷基体上先 催化剂出口处插有 K型热电偶 。准确测定反应器 涂覆一层 一Al20等活性涂层，然后再通过浸渍等 床层温度。具体评价流程如图 1所示。活性评价 过程负载活性组分 。制备方法 比较繁琐 。本文以 前，先将催化剂样品在空气气氛中于450~C活化 Cu．Mn复合氧化物 ．A1：OJ堇青石蜂窝陶瓷催化 lh，然后 自然冷却至 100℃时开始催化燃烧反应 。 剂为例 。用 3种制备方法制备了一系列的整体催 两路均通入空气 ．进人装有邻二 甲苯的鼓泡器将 化剂，考察了制备方法对邻二甲苯的完全催化氧 邻二 甲苯蒸汽带入反应器 。鼓泡器温度控制在 化性能的影响。 0 ，空气的总流量为200mL·min一，对应反应器总 体积空速 (GHSV)10000h (相对于整个整体催化 1 实验部分 剂体积)。反应气中，邻二甲苯的鼓泡器进人量约 1．1 试验方案及 内容 为78．84mL·min～，保证邻二甲苯体积分数约为 本次试验 由3种不同的制备方法组成： lO00xlO~，两路气体总流量始终保持为200mL· 方案一：先将拟薄水铝石与活性组分混合制 min～。催化剂床层进行手动升温 ，用气相色谱在 备成溶胶，再负载于堇青石。 线分析反应尾气，以便确定邻二甲苯转化率随床 方案二 ：用AI(NO，)，代替拟