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近年来,随着人们生活水平的不断提高,生活垃圾的数量及汽车尾气的排放量日渐增多,其燃烧废气中的二恶英,正在严重威胁着人类赖以生存的自然环境。三效催化剂由于具有高活性、高选择性、高热稳定性等优点正被广泛应用于催化分解二恶英,但是仍需要进一步解决催化剂寿命和活化温度范围的问题。本文主要针对上述问题研究了低温催化分解二恶英的高效负载型催化剂的制备及其性能。 以堇青石为载体,采用溶胶-凝胶法并结合浸渍法制备了负载型催化剂VxOy/Ce/TiO2,以邻二氯苯替代二恶英进行实验室模拟实验,考察了Ce掺杂量、溶胶-凝胶浸渍时间、偏钒酸铵溶液浓度、偏钒酸铵溶液浸渍时间和烧结温度对催化剂活性的影响,用气相色谱检测分解前后的气体,确定了最佳制备工艺条件;考察了低温下的催化剂活性及稳定性;利用超声波清洗器检测了薄膜与载体的结合强度;用BET、XRD、SEM等对材料进行了表征。并通过工业侧流实验验证了催化剂对二恶英的分解效果。 实验结果表明,负载型催化剂的最佳制备条件是:Ce的掺杂量为0.3%,溶胶-凝胶浸渍时间为3min,偏钒酸铵溶液浓度为0.1mol/L,偏钒酸铵溶液浸渍时间为3min,烧结温度为500℃;催化剂在较低温度下仍保持较高的活性,160℃下持续反应10小时后邻二氯苯去除效率仍较高;薄膜与载体的结合强度较好,催化剂重量损失率在0.2%以下;工业侧流实验表明,负载型催化剂可以较好地催化分解垃圾焚烧烟气中的二恶英,去除效率为90%以上。 BET分析表明,随着制备条件的改变,催化剂比表面积没有随之增大,说明比表面积不是影响催化剂活性的主要原因;XRD分析表明,薄膜中Ti的价态没有明显变化,只有V的氧化物发生了变化,从只有V2O5到V2O5和V2O3,其中起主催化作用的是V2O5。同样,催化剂的表观形貌也发生了变化,最佳制备条件下的催化剂薄膜出现了层状结构,这使薄膜更加致密。 经过反复试验与检验后,负载型催化剂始终有很高的催化活性和稳定性,表明该催化剂极具实用价值和应用前景。