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摘 要

本文采用柠檬酸盐法制备了LaB_xMn_1-xO₃/堇青石（B=Co，Fe，Ni，Cu）催化燃烧催化剂，并用H_2-TPR、XRD等手段对其进行了表征，研究催化剂催化燃烧苯的活性。主要考察了催化剂活性成分摩尔比、焙烧温度和焙烧时间对有机废气（VOCs）苯催化燃烧性能的影响。实验结果表明：LaCo_0.5Mn_0.5O₃/堇青石催化剂能形成完善的钙钛矿晶相，表现出最佳的催化氧化

关键词： VOCs 苯 催化燃烧 堇青石

Catalytic combustion of benzene over LaB_xMn_1-xO₃ (B=Co，Fe，Ni，Cu)perovskite supported on cordierite

Abstract

The perovskite LaB_xMn_1-xO₃/Cordierite (B=Co，Fe，Ni，Cu) catalysts were prepared by the citrate method and characterized by H₂-TPR and XRD. The catalytic performance of catalysts were evaluated for combustion of benzene . The effects of the molar ratio on catalyst composition, calcinations temperature and calcinations time for the complete oxidation of benzene were investigate. Results showed that LaCo_0.5Mn_0.5O₃/Cordierite had a perfect perovskite structure and demonstrated the best activity.

Key Words: VOCs ; Benzene ; catalytic combustion ；cordierite

目录

摘要

Abstract

第一章 概述

1.1前言

1.2 VOC简介

1.2.1 VOCs定义

1.2.2 VOCs来源及种类

1.2.3 VOCs的危害

1.3 VOCs的控制技术

1.3.1 吸附法

1.3.2 吸收法

1.3.3 冷凝法

1.3.4 膜技术

1.3.5 光催化

1.3.6 燃烧技术

1.3.7 生物技术

1.3.8 等离子体技术

1.4 VOCs催化燃烧技术

1.4.1催化燃烧技术基本原理

1.4.2 催化燃烧技术特点

1.4.3 催化燃烧工艺流程图

1.5催化剂的研究进展

1.5.1催化剂介绍

1.5.2催化剂载体

1.5.3 催化剂制备方法

1.6 本文研究的主要内容

第二章 实验部分 4

2.1 实验仪器及化学试剂 4

2.1.1 实验仪器 4

2.1.2 化学试剂 4

2.2 催化剂制备 15

2.3 催化燃烧活性测试实验 15

2.4 常用简写和符号的说明 16

第三章 结果与讨论

3.1 催化剂的苯催化燃烧性能评价

3.2 不同B位元素对LaBO₃/CC催化剂催化氧化苯活性的影响

3.3 B位掺杂型复合氧化物催化剂的催化氧化苯性能

3.4 Co-Mn活性配比对催化氧化苯性能的影响

3.5 焙烧温度对负载型催化剂催化氧化苯性能的影响

参考文献

致谢

第一章 概述

1.1前言

排放到大气中的挥发性有机化合物(VOCs)的浓度达到一定值时就会对人体与动物造成不同程度的伤害。现代工业诸如精细化工、石油化工、制药、电子元件制造、印刷以及汽车的尾气排放等都会释放出苯系物、醇、醛等VOCs。这些有毒有害气体能够引起温室效应等危害，严重威胁着地球环境。同时，这些VOCs通常易燃易爆，并且常常伴随带有异味和恶臭，对人类健康也具有很大危害。

随着对VOCs危害认识的加深，人们对于VOCs的控制也越来越重视。早在1979年联合国欧洲经济委员会召开的大气污染会议上就重点讨论了VOCs污染控制问题。我国也相继颁布了《恶臭污染物排放标准》、《大气污染物综合排放标准》、《中华人民共和国大气污染防治法》等法律法规，其中《大气污染物综合排放标准》(GB12697-1996)对废气中33种有害物质限制排放，其中就有16种为VOCs。

目前，处理VOCs的方法主要有吸附法、生物降解法、燃烧法等。其中催化燃烧是最为常用的方法之一，它可以在较低的温度下通过无焰燃烧将VOCs直接氧化成水和二氧化碳，并释放出热能，基本上不会发生二次污染的现象。这种工艺与目前所倡导的建设“绿色环保”社会相呼应，具有很广阔的开发与应用前景。

1.2 VOC简介

1.2.1 VOCs定义

挥发性有机化合物VOCs(Volatile Organic Compounds)作为有机化合物主要分支，是指在常温下饱和蒸气压大于70.91Pa或常压下沸点在260℃以内的有机化合物。从环境监测角度来讲，指以氢焰离子检测器测出的非甲烷烃类检出物的总称，包括烃类、氧烃类、含卤烃类、氮烃及硫烃类化合物。

1.2.2 VOCs来源及种类

VOCs主要来源于精细化工、石油化工、制药、电子元件制造、印刷、制鞋、粘胶剂、农药、橡胶及汽车尾气等。现在己经检测出的300余种，在EPA所列的优先控制污染物名单中有50多种是VOCs。

VOCs的种类很多，工业生产中排放的VOCs种类如表所列，其中芳烃类、醇类、酯类、醛类等作为工业溶剂广泛使用，因而排放量很大。除工业外，汽车尾气、有关的废水污水处理设施也会排放一定数量的VOCs。

表1.1 工业生产排放VOCs种类

1.2.3 VOCs的危害

VOCs是一类很重要的大气污染物，对环境有巨大的破坏作用。一些VOCs(如氯氟烃)微量时就足以破坏臭氧层，引起紫外辐射增多和地球升温；更为严重的是，VOCs与NO_x在阳光下会发生光化学反应，并在一定的气象、地理条件下形成光化学烟雾。光化学烟雾一旦形成，就会对周围植物造成严重的危害，并引起人体强烈的呼吸障碍和明显地增加呼吸系统疾病^[6]。不仅如此，某些VOCs(如苯)甚至具有强致癌性和基因毒性，给人类的生命和健康带来严重威胁。

随着对VOCs危害认识的加深，人们对于VOCs的控制也越来越重视。世界各国也都纷纷出台各种措施来减少VOCs的排放量。探寻高效、污染小的VOCs处理技术成为消除VOCs污染的根本方法。

1.3 VOCs的控制技术

1.3.1 吸附法

吸附法作为传统的VOCs净化处理方法，已经得到广泛应用。其主要原理是利用比表面积比较大的活性炭、活性炭纤维等多孔结构的吸附剂，将VOCs分子截留，使气体得到净化。目前最常用的吸附剂是活性炭。

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