论文总字数：15761字

摘 要

现在，人们已经在越来越多的关注环境问题，因为这与我们息息相关。VOCs是一类大气污染物，极大的危害着环境，也给动植物和人类带来了巨大的伤害。无数的中外学者纷纷致力于研究净化VOCs的技术。催化燃烧法是其中具有代表性的一种方法，它拥有很多优点。

本文主要研究了以堇青石蜂窝陶瓷为载体，Co(NO₃)₂，Mn(NO₃)₂和Ce(NO₃)₃为材料，通过柠檬酸浸渍法来制得Co-Mn-Ce复合氧化物催化剂。当摩尔比为Co_0.3Mn_0.7CeO₂，焙烧温度为500^oC，焙烧时间为7 h时，催化剂表现出最佳的催化燃烧性能，在300^oC时的条件下可使苯的转化率达到97.2%。

关键词：VOCs 苯催化燃烧堇青石

Preparation and performance evaluation of Co-Mn-Ce composite oxide catalyst

Abstract

Now, humanity is increasingly show solicitude for about the environment, because it is close to us. VOCs are a class of atmospheric pollutants, great harm to the environment and plants and animals and folk. Numerous scholars have been working on VOCs treatment technology. Catalytic combustion is a method wherein a representative, it has many excellences.

A series of Co-Mn-Ce complex oxides catalysts on cordierite were intended by an citrate method with using Co(NO₃)₂ and Mn(NO₃)₂ and Ce(NO₃)₃. Results showed that the catalyst Co_0.3Mn_0.7CeO₂ and roast temperature is 400^oC and roasting time is 7 h catalytic of benzene with the best catalytic activity, With the concentration of benzene was 97.2% at the reaction temperature of 300^oC.

Key Words:VOCs; Benzene; catalytic combustion;cordierite

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章概述 1

1.1 有机废弃物VOCs 1

1.1.1 VOCs的定义 1

1.1.2 VOCs的来源 1

1.1.3 VOCs的种类 1

1.1.4 VOCs的危害 1

1.2 处理VOCs的方法 1

1.2.1 方法综述 1

1.2.2 吸附法 1

1.2.3 吸收法 2

1.2.4 冷凝法 2

1.2.5 膜分离法 2

1.2.6 燃烧法 2

1.2.7 生物降解法 3

1.2.8 等离子氧化法 4

1.2.9 光催化氧化法 4

1.2.10 小结 4

1.3 VOCs的控制技术 5

1.3.1 催化燃烧技术的介绍 5

1.3.2 催化燃烧技术的基本原理 5

1.3.3 催化燃烧技术的特点 5

1.4 VOCs催化燃烧技术中催化剂的研究进展 5

1.4.1 催化剂的介绍 5

1.4.2 催化剂的载体 6

1.4.3 催化剂的制备 7

1.5 课题的研究内容与研究目的 8

1.5.1 课题的研究内容 8

1.5.2 课题的研究目的 8

第二章实验部分 10

2.1 实验仪器与化学试剂 10

2.1.1 实验仪器 10

2.1.2 化学试剂 10

2.1.3 注意事项 10

2.2 催化剂载体的预处理 11

2.3 催化剂的制备 11

2.3.1 Co-Mn-Ce/堇青石制备 11

2.3.2 Co_0.3Mn_0.7CeO₂/堇青石的制备 12

2.4 催化燃烧活性测试实验 12

第三章结果与讨论 14

3.1 不同摩尔比催化剂净化苯实验 14

3.2 不同焙烧温度催化剂净化苯实验 15

3.3 不同焙烧时间催化剂净化苯实验 16

第四章结论与展望 17

4.1 结论 17

4.2 展望 17

参考文献 18

致谢 20

第一章 概述

1.1 有机废弃物VOCs

1.1.1 VOCs的定义

VOCs（Volatile Organic Compounds）因为在常温、常压下很容易挥发，所又被称为挥发性有机化合物，它是一类毒性强、污染严重的非甲烷有机化合物^[1]。

1.1.2 VOCs的来源

VOCs的主要来源是石油化工、精细化工、喷涂、包装印刷、医药与农药制造、电子等行业生产过程中排放的废气。

1.1.3 VOCs的种类

现在已经有300多种VOCs被鉴定出来了，根据VOCs的化学结构可将其分为八大类：烷烃、芳烃、烯烃、卤代烃、酯、醛、酮以及其它^[2]。

1.1.4 VOCs的危害

VOCs是一类大气污染物，会严重破坏环境。它是大气中臭氧层被破坏、细颗粒物(PM_2.5)浓度升高的元凶之一，对大气质量的影响主要体现在光化学活性上。给人体也带来极大危害。VOCs容易在脂肪丰富的组织中蓄积，并且大多具有致癌、致畸、致突变性，对环境、动植物的生长及人体健康都会造成极大危害，从而给国民带来巨大经济损失。

1.2 处理VOCs的方法

1.2.1 方法综述

VOCs的纯化处理方法一般有两类：一类被称为非破坏性技术即回收法，通过改变处理过程的温度、压力等可使VOCs富集而后分离；另一类是破坏性技术，是一种利用热、光、催化剂和微生物等，通过化学或生物反应将VOCs转化为CO₂、H₂O、HCl等无毒或低毒性的无机化合物的方法。每种方法都因VOCs不同的种类、浓度、排放方式有各自的工艺特点，而处理它的工艺条件和要求也有不同的应用范围和优缺点。

1.2.2 吸附法

吸附法的主要原理是利用活性炭、活性炭纤维等多孔结构的吸附剂，将VOCs分子截留，由此净化气体。因为活性炭的吸附能力强、来源广泛、比表面积大，所以非常适合作为吸附剂^[3]。

物理吸附作用力是爱德华力，吸附质与吸附剂之间不会发生化学反应。一般物理吸附在低温下，和蒸汽冷凝过程类似。化学吸附一般用于吸附毒性较强的VOCs。

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