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摘 要

本文选择γ-Al₂O₃为载体，以硝酸锰、硝酸钴为材料，通过超声络合法制得Mn₂CoO_x/γ-Al₂O₃催化剂，考察Mn-Co复合氧化物负载量对催化臭氧氧化(OZCO)甲苯性能的作用，采取X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)等方法对其进行表征分析，实验结果表明Mn₂CoO_x/γ-Al₂O₃催化材料负载量为5%时表现出最佳的催化性能，此时样品显示出较高的S_BET(193.69 m²/g)，伴随担载量提高，金属氧化物颗粒出现团聚并掩盖表面位点，S_BET和Dp逐渐减小；同时，C₇H₈与O₃浓度比以及Tm对材料的催化效能存在较大程度的影响。

关键词：VOCs 催化燃烧 γ-Al₂O₃ Mn/Co氧化物

Preparation of Mn-Co supported -Al₂O₃ catalyst and its catalytic performance for toluene oxidation

Abstract

This article mainly uses γ-Al₂O₃ as the support, Mn(NO₃)₂, Co(NO₃)₂ as the raw material. The effect of Mn-Co composite oxide loading on ozonation of toluene was investigated, the catalyst was characterized by XRD and SEM. The results showed that Mn₂CoO_x /γ-Al₂O₃ catalyst had the best catalytic performance when the loading amount was 5%. At this time, the higher S_BET (193.69m²/g) was observed in the samples. With the increase of the loading amount, the metal oxide particles agglomerated and covered the surface sites, and the SBET and Dp decreased gradually. Also, the concentration ratio of C₇H₈ to O₃ and Tm have a great influence on the catalytic performance of the materials.

Key Words：VOCs ; γ-Al₂O₃; cordierite ; Mn₂CoO_x; OZCO

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 挥发性有机化合物概述 1

1.2 挥发性有机化合物的治理方法 2

1.2.1吸收法 3

1.2.2吸附法 3

1.2.3冷凝法 3

1.2.4膜分离法 3

1.2.5燃烧法 4

1.2.6生物法 4

1.2.7等离子体氧化法 4

1.2.8光催化氧化 5

1.3 催化剂在催化氧化法中的应用 5

1.3.1贵金属催化剂 5

1.3.2非贵金属催化剂 6

1.4 课题的研究内容与目的 7

1.4.1 研究内容 7

1.4.2 研究目的 7

第二章 实验部分 8

2.1 引言 8

2.2 实验试剂与仪器 8

2.2.1 化学试剂 8

2.2.2 仪器设备 9

2.3 实验方法 10

2.3.1 催化剂的制备 10

2.3.2 催化剂评价系统的构建及活性评价 10

第三章 结果与讨论 13

3.1表征 13

3.1.1 X射线衍射分析 13

3.1.2 扫描电子显微镜分析 13

3.2催化性能 14

3.2.1 负载量对催化剂催化臭氧氧化甲苯的影响 14

3.2.2 甲苯与臭氧浓度比对5% Mn₂CoO_x/γ-Al₂O₃催化活性的影响 15

3.2.3 反应温度对5% Mn₂CoO_x/γ-Al₂O₃催化活性的影响 16

第四章 结论 17

参考文献 18

致 谢 21

2. 绪论
   1. 挥发性有机化合物概述

当今世界，科技飞速发展。科学水平进步给人们带来便捷生活的同时，工业生产的排放也带来了许多环境问题。随着人们环境保护意识的增强，大气污染等问题也更加频繁地被提及。挥发性有机化合物(volatile organic compounds，VOCs)是存在于空气中的污染物，各国家地区组织对其有不同的定义。根据世卫组织(World Health Organization, WHO，1989)定义，VOCs是一类在常温下沸点为50℃~260℃且熔点低于室温的易挥发有机化合物。我国生态环境部则将其定义为标况下，饱和蒸汽压较高、沸点较低、分子量小、常温状态下易挥发的有机化合物。

VOCs的来源多种多样，通常可根据其来源可将其分为天然源和人为源。其中天然源主要包括部分绿色植物正常生化反应释放和一些难以避免的自然灾害，如林火、火山岩浆喷发等，主要排放物为异戊二烯(C₅H₈)。而人为源主要包括燃油机动车尾气、工业设施和化学溶剂的排放，涉及石油化工、制药、涂装、印刷、汽车、电子工业等领域，其中重点行业如图1-1。人为源VOCs是VOCs治理技术的研究重点。

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