环境矿物材料第6章环境矿物材料在大气污染治理中的应用.ppt

（3）烟气脱硫脱硝材料1)稀土氧化物材料稀土元素具有未充满电子的4f轨道和镧系收缩等特征，作为催化剂的活性组分或载体使用时表现出独特的性能。①钙钛矿型稀土复合氧化物②荧石型稀土复合氧化物2.2工业烟气脱硫脱硝2.2工业烟气脱硫脱硝2)沸石沸石分子筛具有选择吸附效能，它具有蜂窝状的结构。沸石对于极性分子和不饱和分子有很高的亲和力，在低分压、低浓度、高温等十分苛刻的条件下都具有优良的吸附性能。常见的有方沸石、菱沸石、钙沸石、片沸石、钠沸石、丝光沸石、辉沸石等。2.2工业烟气脱硫脱硝3)凹凸棒石凹凸棒土表现出良好的吸附和离子交换性能，具有独特的物理、化学性质，可以很好地净化废气中的有害气体，加热或以化学剂处理即可使凹凸棒土重生循环使用。4)蒙脱石蒙脱石层间化合物作为一类新型的功能材料，在催化剂和催化剂载体，择形吸附剂以及纳米级复合材料等领域显示了广阔的应用前景。2.3VOCs的治理定义：挥发性有机物VOCs是大气中气态的有机物，世界卫生组织将其定义为：沸点为50~260℃的一系列易挥发性化合物，其组分十分复杂，包括许多种不同的有机物质。来源：室外VOCs主要来自燃料燃烧和交通运输；室内VOCs主要来自燃煤和天然气等燃烧产物、吸烟、采暖和烹调等。2.3VOCs的治理催化氧化法始于20世纪40年代，主要用于工业恶臭废气处理和装置的能量回收。由于催化氧化技术具有高效、节能、环保、产物易于控制等优点，目前已成为净化可燃性含碳氢化合物和恶臭气体的有效手段。催化氧化技术是典型的气—固相催化过程，反应中挥发性有机废气在催化剂的作用下发生完全氧化反应。催化剂的作用是降低反应的活化能，同时使反应物分子富集于催化剂表面，提高反应速率。借助催化剂可以使有机废气在较低的起燃温度下发生无火焰燃烧，并氧化为CO2和H2O，同时放出大量的热。催化氧化法的净化效率通常在95%以上。（1）催化剂处理VOCs2.3VOCs的治理催化燃烧中常见的贵金属催化剂是以Pd、Pt、Au、Ru等为活性组份，以过渡金属氧化物、分子筛、改性柱撑黏土等为载体。特点：高活性和低起燃温度。催化剂的预处理条件、活性相第二组分的引入、载体性质、助剂成分、活性相分散度、反应物分子结构等对VOCs的氧化性能影响较大。1）贵金属催化剂2.3VOCs的治理Pt基催化剂载体一般选择γ-Al2O3、TiO2、ZrO2、沸石分子筛等，相对于Pd来说，Pt对VOCs的催化氧化具有较高的活性，并且在处理含氯VOCs时有更高的CO2选择性。①Pt基催化剂Pd基催化剂具有优异的催化活性和水热稳定性，常用载体包括分子筛、硅凝胶、改性柱撑黏土、ZrO2、γ-A2O3多、TiO2、CeO2、孔氧化物、钙钛矿、水滑石衍生氧化物等。②Pd基催化剂当Au的颗粒尺寸低于3～5nm时，它在很多化学反应中都会表现出很好的催化活性。有研究表明纳米金粒子能负载在很多基体上，如TiO2、Al2O3、Fe2O3和CeO2等③Au基催化剂2.3VOCs的治理2）金属氧化物催化剂由于贵金属催化剂价格昂贵，使用成本高，在工业大规模应用中受到一定的限制，近年来研究者们把目光转向了过渡金属氧化物催化剂。研究表明：如果助剂、载体选择得当，过渡金属催化剂也能表现出很好的催化活性，且稳定性高、价格便宜。过渡金属氧化物催化剂可以分为单一过渡金属氧化物催化剂、复合金属氧化物催化剂、钙钛矿、尖晶石、水滑石衍生复合氧化物等。近年来，探索用过渡金属氧化物材料催化燃烧VOCs的研究一直是环境催化领域的研究热点，其中Cu、Mn、Cr、V、Ce、Zr等金属氧化物对VOCs的催化燃烧都具有很好的活性。2.3VOCs的治理①单一过渡金属氧化物催化剂研究较多的为CoOx、CuOx、CrOx，MnOx等，其他过渡金属氧化物如ZrOx、VOx、FeOx、TiOx、NiOx、UOx等也在VOCs的催化氧化中得到了一定的研究。②复合金属氧化物催化剂常见的复合氧化物有CuMnOx、CuCrOx、CuVOx、FeTiOx、FeCrOx等。复合氧化物的催化性能受催化剂活性相类型与相对含量、载体性质和制备方法等因素的影响。③钙钛矿型催化剂钙钛矿型氧化物（传统钙钛矿、负载型钙钛矿和多孔钙钛矿）ABO3（A＝La