用于气态污染物催化分解的结构化催化剂制备工艺和性能研究
随着人类生产生活发展的快速化，由于人类行为所造成的大气污染问题日趋严重，种种环境上的恶化拉响了提高环保意识的警钟，分子筛催化剂也开始更多的在废气处理等环保领域显露头角。其中Fe-Beta分子筛应用在N2O的催化分解，Mn-ZSM-5应用在O3催化分解。粉末状的催化剂无法满足工业应用，因此需要将其成型得到具有一定形状和机械强度的催化剂整体。本文主要探究了Fe-Beta分子筛和Mn-ZSM-5分子筛在挤出蜂窝成型和3D打印成型两种制备整体催化剂的工艺条件。以反应温度、体积空速、分子筛含量、孔道类型为参考因素，来对使用不同方法得到的整体催化剂做活性评价。 对挤出成型而言，可塑度R在0.27-0.50之间可以正常成型。粉体中分子筛与粘结剂重量比约为8∶2。助挤剂重量占粉体重量比值为4.8％，有机粘结剂占粉体重量比值为3.2％，去离子水占粉体重量比值为70％，植物油占粉体重量比值为2％。此时得到的蜂窝式整体催化剂的机械强度可达65-85N/cm2，合适温度和空速下对N2O的分解效率约为90％，对O3的分解效率约为100％。 对3D打印成型而言，可塑度R在0.078-0.206之间可以正常成型。分子筛∶陶土∶活性白土=65∶25∶10。有机粘结剂占粉体重量比值为2％，去离子水比值为66％。此时得到柴堆式整体催化剂的机械强度可达55-75N/cm2，同样有着较好的催化效果。 在对催化活性评价时，整体催化剂孔道对催化活性的影响主要是由于流体的湍动程度存在差异造成的，在柴堆式孔道中流体湍动程度最大，外扩散速度最快，催化效果最好。直壁孔道造成的湍动程度最差，因此催化效果差。其他异型孔道催化剂的活性介于直壁孔道和柴堆式孔道之间。
气态污染物;结构化催化剂;制备工艺;催化分解
北京化工大学
硕士
化学工程
张傑;陈聚良
2021
中文
X701
2021-09-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）