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高校化学工程学报2024年第03期:CuMn_2O_4催化剂臭氧催化甲苯:反应条件和机理分析

来源:期刊VIP网 时间:


作者:叶志平;王朝晖;刘明浩;赵博;王冠杰;姜宁;黄燕;

单位:浙江工业大学环境学院;国家环境保护大气复合污染来源与控制重点实验室;浙江卓锦环保科技股份有限公司;浙江德创环境科技有限公司;浙江大学台州研究院;德清县生态环境监测站;

摘要:为减少目前工业生产排放大量的挥发性有机污染物(VOCs)对环境的影响,采用共沉淀法制备CuMn_2O_4尖晶石催化剂,将CuMn_2O_4催化剂结合臭氧(O_3)催化氧化VOCs具有良好的效果,考察了反应条件对甲苯处理效果的影响,分析CuMn_2O_4臭氧催化氧化甲苯的反应机理。结果表明,CuMn_2O_4在臭氧的体积分数为2.1×10~(-3)、反应温度为100℃以及干空气条件下对甲苯的去除率达73%。通过催化表征和原位反应过程分析,证实适当温度和高体积分数的O_3可促进活性氧物种(ROS)产生,O_3在Mn-O或Cu-O_v-Mn分解并生成ROS,而Cu~0与Cu~+质量分数比w(Cu~0)/w(Cu~+)可作为甲苯吸附锚点,在反应初期吸附甲苯并促使甲苯在活性位点(Cu-O_v-Mn)氧化成苯甲酸,甚至CO_2、H_2O等小分子物质。

关键词:CuMn_2O_4;;臭氧催化氧化;;影响因素;;反应机理

基金资助:国家自然科学基金(22108255,22378365);; 国家环境保护大气复合污染来源与控制重点实验室开放基金(SCAPC202108)