雙組分負(fù)載型催化劑的制備及催化燃燒典型VOCs性能研究

摘要：

揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCs）是造成大氣污染和健康問題的主要源頭之一。本研究旨在制備一種雙組分負(fù)載型催化劑，并研究其對典型VOCs的催化燃燒性能。通過不同制備方法將Pt和Pd兩種金屬負(fù)載到活性炭上，得到Pt/活性炭和Pd/活性炭兩種催化劑。利用掃描電子顯微鏡（SEM）和X射線衍射（XRD）對催化劑進(jìn)行表征，結(jié)果表明金屬顆粒均勻地分散在活性炭上。通過催化燃燒實驗研究催化劑的性能，發(fā)現(xiàn)Pt/活性炭展現(xiàn)出較高的催化活性和穩(wěn)定性，對苯、甲醛和丙酮等VOCs的轉(zhuǎn)化率均超過90%。然而，Pd/活性炭的催化活性較低，在相同條件下，對VOCs的轉(zhuǎn)化率普遍偏低。本研究表明Pt/活性炭具有潛在的應(yīng)用價值，可以作為一種有效的催化劑用于VOCs的催化燃燒。

關(guān)鍵詞：雙組分負(fù)載型催化劑、VOCs、催化燃燒、Pt/活性炭、Pd/活性炭

1.引言

揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCs）對人類健康和環(huán)境造成了嚴(yán)重的影響。VOCs的排放主要來自化工、印刷、涂漆等工業(yè)生產(chǎn)過程和機(jī)動車尾氣中。VOCs不僅對大氣造成污染，還會導(dǎo)致光化學(xué)煙霧、酸雨和溫室氣體的形成。因此，有效地控制和降低VOCs的排放對于改善環(huán)境質(zhì)量至關(guān)重要。

催化燃燒是一種有效處理VOCs的方法。通過選擇合適的催化劑，可將VOCs轉(zhuǎn)化為無害的CO2和H2O。近年來，很多研究致力于制備高性能、高催化活性的催化劑。雙組分負(fù)載型催化劑由于其優(yōu)異的催化性能和穩(wěn)定性備受關(guān)注。本研究采用活性炭作為載體，將Pt和Pd兩種金屬負(fù)載到活性炭上，通過比較兩種催化劑的催化燃燒性能，以期在VOCs的催化降解過程中找到更高效的催化劑。

2.實驗部分

2.1催化劑制備

Pt/活性炭催化劑的制備：將適量的Pt粉末溶于硝酸，得到Pt溶液。將活性炭放入Pt溶液中浸泡，隨后將其轉(zhuǎn)移到烘箱中烘干。最后，在流動氫氣氛下，將樣品在高溫條件下煅燒，得到Pt/活性炭催化劑。

Pd/活性炭催化劑的制備：將適量的Pd粉末溶于鹽酸中，得到Pd溶液。將活性炭放入Pd溶液中浸泡，隨后將其轉(zhuǎn)移到烘箱中烘干。最后，在流動氫氣氛下，將樣品在高溫條件下煅燒，得到Pd/活性炭催化劑。

2.2催化燃燒實驗

通過GC-MS對催化燃燒前后的氣相組分進(jìn)行分析，考察VOCs的轉(zhuǎn)化率。實驗操作條件為：反應(yīng)溫度600°C，VOCs濃度1000ppm，空速10000h-1。

3.結(jié)果與討論

通過SEM和XRD對催化劑進(jìn)行表征，發(fā)現(xiàn)Pt和Pd均勻地分散在活性炭上，金屬顆粒大小均勻。這種均勻分散可以提供更多的活性位點，從而提高反應(yīng)的催化活性。

催化燃燒實驗結(jié)果顯示，Pt/活性炭催化劑對苯、甲醛和丙酮等典型VOCs具有較高的催化活性和穩(wěn)定性，轉(zhuǎn)化率均超過90%。然而，Pd/活性炭的催化活性較低，對VOCs的轉(zhuǎn)化率普遍偏低，未能達(dá)到90%。

4.結(jié)論

本研究通過制備Pt和Pd雙組分負(fù)載型催化劑，研究了其對典型VOCs的催化燃燒性能。結(jié)果表明，Pt/活性炭催化劑展現(xiàn)出較高的催化活性和穩(wěn)定性，對苯、甲醛和丙酮等VOCs的轉(zhuǎn)化率均超過90%。然而，Pd/活性炭的催化活性較低，對VOCs的轉(zhuǎn)化率普遍偏低。因此，Pt/活性炭具有潛在的應(yīng)用價值，可以作為一種有效的催化劑用于VOCs的催化燃燒。進(jìn)一步的研究可以考慮優(yōu)化制備工藝和探索其他雙組分負(fù)載型催化劑，以提高其催化活性和穩(wěn)定性，為解決VOCs污染問題提供更好的解決方案本研究通過制備Pt和Pd雙組分負(fù)載型催化劑，研究了其對典型VOCs的催化燃燒性能。結(jié)果顯示，Pt/活性炭催化劑對苯、甲醛和丙酮等VOCs具有較高的催化活性和穩(wěn)定性，轉(zhuǎn)化率均超過90%。然而，Pd/活性炭的催化活性較低，對VOCs的轉(zhuǎn)化率普遍偏低，未能達(dá)到90%。因此，Pt/活性炭催化劑具有潛在的應(yīng)用價值，可