论文总字数：22389字

摘 要

挥发性有机物逐渐成为最主要的大气污染物，对人们的日常生活产生一定的困扰。治理VOCs是当今治理环境保护的关键。催化氧化法治理VOCs不仅仅效率高，而且产物大多为无污染的简单化合物。催化氧化法的效率取决于催化剂的选择。等离子体法制作的CeO₂催化剂对比传统焙烧法对于VOCs催化效果更为优异，且具有更好的高温稳定性、更高的反应活性。

本文通过等离子体法制作催化剂，利用其电场产生高能粒子代替热效应的特点构筑具有更多活性位点和更好的热稳定性的CeO₂催化剂，并将其应用于1, 2-二氯乙烷的催化燃烧性能研究。再利用BET、XRD等表征手段研究CeO₂催化剂的理化性质，深入探究CeO₂催化剂催化燃烧1, 2-二氯乙烷性能的影响规律。结果表明，等离子体法制得的CeO₂-P催化剂表现出更优异的催化燃烧 1, 2-二氯乙烷性能，这是由于催化剂孔容、比表面积有所提升，低温还原性能和氧流动性得到了改善。CeO₂-P催化剂有着最小的Ea值(29.9 kJ/mol)，与CeO₂-T相比较，1, 2-二氯乙烷更容易与CeO₂-P发生活化作用，促进了催化燃烧反应的进行。

关键词： VOCs 催化燃烧 等离子体法 1,2-二氯乙烷 氧化铈

Plasma-assisted preparation of CeO2 for catalytic combustion odichloroethane

ABSTRACT

Volatile organic compounds have gradually become the most important atmospheric pollutants, causing some problems in people's daily lives. Governing VOCs is the key to managing environmental protection today. Catalytic oxidation treatment of VOCs is not only highly efficient, but the products are mostly simple compounds without pollution. The efficiency of catalytic oxidation depends on the choice of catalyst. The CeO₂ catalyst produced by the plasma method is superior to the traditional calcination method in the catalytic effect of VOCs, and has better high temperature stability and higher reactivity.
In this paper, the catalyst is made by the plasma method, using its electric field to generate high-energy particles instead of thermal effects to construct a CeO₂ catalyst with more active sites and better thermal stability, and applying it to 1,2-dichloroethane Catalytic combustion performance research. Then use BET, XRD and other characterization methods to study the physicochemical properties of CeO₂ catalyst, and deeply investigate the effect of CeO₂ catalyst on the performance of 1, 2-dichloroethane catalytic combustion. The results show that the CeO₂-P catalyst prepared by the plasma method exhibits more excellent catalytic combustion performance of 1, 2-dichloroethane. This is due to the improved catalyst pore volume and specific surface area, low-temperature reduction performance and oxygen fluidity Improved. CeO₂-P catalyst has the smallest Ea value (29.9 kJ/mol). Compared with CeO₂-T, 1,2-dichloroethane is more easily activated by CeO₂-P, which promotes the catalytic combustion reaction.

Keywords: VOCs catalytic combustion Plasma method Dichloroethane CeO₂

目录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1.1课题背景 1

1.2 CVOCs的来源及危害 1

1.3 CVOCs的控制技术概述 2

1.3.1回收法 2

1.3.2净化法 3

1.4.CVOCs的催化燃烧技术 6

1.4.1 贵金属催化剂 6

1.4.2 过渡金属氧化物催化剂 6

1.5 等离子体法制备催化剂 7

1.6 本文实验思路 7

第二章 实验部分 8

2.1 实验原料及仪器 8

2.2 催化剂的制备 9

2.3 催化剂的表征 9

2.3.1 ICP 9

2.3.1 XRD 9

2.3.2 N₂吸附-脱附 10

2.3.3 H₂-TPR 10

2.3.4 O₂-TPD 10

2.3.5 SEM 10

2.3.6 XPS 10

2.4 催化剂性能评价 10

第三章 催化剂对1, 2-二氯乙烷催化燃烧性能研究 12

3.1 催化剂制备 12

3.2 表征结果分析 12

3.2.1 XRD 12

3.2.2 N₂吸附-脱附 13

3.2.3 SEM 14

3.2.4 NH₃-TPD 14

3.2.5 H₂-TPR 15

3.2.6 O₂-TPD 16

3.3 催化剂活性性能评价 17

3.3.1 CeO₂催化燃烧1, 2-二氯乙烷活性评价......................................................17

3.3.2 CeO₂催化燃烧1, 2-二氯乙烷稳定性评价 19

总 结 20

参考文献 21

致 谢 25

绪论

1.1课题背景

自第二次工业革命至今160余年，我们人类社会科技与文明虽然获得了快速的发展，但是越来越多的工业气体排入大气中，使得我们人类生存环境中的物质越来越复杂，使得人类生存环境逐渐恶劣。大气污染有着两大特性，一是不可见性、二是强扩散性，在污染浓度过高时不仅仅对人体有伤害，甚至对植物也有危害，这污染现已成为人类生存的绊脚石之一。而其中一种最常见且危害性较大的是常压下可挥发性有机化学物质（VOCs）。VOCs主要由化工石油、造纸、能源工业、溶剂等等行业的生产过程中生成。VOCs的大量排放已然对环境和人类生存造成严重影响，所以，如何控制VOCs排放、减少VOCs排放、治理VOCs污染成为全世界范围内环境保护的当务之急^[1]。而治理VOCs对于中国来说就是治理雾霾，我们可想而知治理VOCs在我国的重要性。

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