CoCrx/SAPO-34催化剂的制备及对1,2-二氯乙烷的催化燃烧性能

doi:10.7503/cjcu20210469

摘要/Abstract

摘要：

以三乙胺和四乙基氢氧化铵为复合模板剂, 采用水热法合成出SAPO-34分子筛, 并以其为载体, 通过旋蒸浸渍法制备出CoCr_x/SAPO-34系列催化剂(x=0.05~0.25). 考察了该类催化剂的结构及表面酸性, 并以1,2-二氯乙烷(1,2-DCE)为目标污染物, 评价了其催化燃烧性能. 结果表明, Co₃O₄负载量为20%(质量分数)、 Cr掺杂量为0.06的CoCr_0.06/SAPO-34对1,2-DCE表现出优良的催化活性(T₉₀=290 ℃). 在290 ℃下, CoCr_0.06/SAPO-34对1,2-DCE的催化转化率能45 h保持80%以上, 表现出优良的稳定性以及耐氯中毒特性.

关键词: 催化燃烧, SAPO-34, 表面酸性, 1,2-二氯乙烷, 钴铬氧化物

Abstract:

Catalytic combustion is one of the most efficient and economical methods for the treatment of chlorinated volatile organic compounds（CVOCs）. For the exploration of high-efficient catalyst， SAPO-34 type molecular sieve was synthesized by hydrothermal method using triethylamine and tetraethylammonium hydroxide as composite templates， and subsequently used as support to prepare a series of CoCr_x/SAPO-34 catalysts （x=0.05—0.25） by rotary steam impregnation method. Structure and surface acidity of these catalysts were investigated， and their catalytic combustion performance was evaluated with 1，2-dichloroethane（1，2-DCE） as the target pollutant. The results showed that the CoCr_0.06/SAPO-34 catalyst with the loading of 20%（mass fraction） Co₃O₄ and the Cr doping ratio of 0.06 exhibited excellent catalytic activity for 1，2-DCE（T₉₀=290 ℃）. At 290 ℃， the catalytic conversion of 1，2-DCE over CoCr_0.06/SAPO-34 can be maintained beyond 80% for 45 h， showing excellent stability and resistance to chlorine poisoning.

Key words: Catalytic combustion, SAPO-34, Surface acidity, 1, 2-Dichloroethane, Cobalt chromium oxide

中图分类号:

O643

TrendMD:

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图/表 8

Fig.1 XRD patterns of the CoCrx/SAPO?34 catalysts

Fig.2 SEM(A―F) and EDS(G―K) element mapping images of the CoCrx/SAPO?34 catalysts（A） CoCr0.05/SAPO-34；（B） CoCr0.06/SAPO-34；（C） CoCr0.08/SAPO-34；（D） CoCr0.12/SAPO-34；（E） CoCr0.25/SAPO-34；（F） tested CoCr0.06/SAPO-34；（G） O；（H） Al；（I） Cr；（J） Co；（K） Si.

Fig.3 H2?TPR profiles of the CoCrOx/SAPO?34 catalysts

Fig.4 NH3?TPD profiles of the CoCrOx/SAPO?34 catalysts

Fig.5 XPS spectra of the CoCrx/SAPO?34 catalysts(A) Co2p; (B) Cr2p; (C) O1s.

Table 1 Characteristic temperature of CoCrx/SAPO-34 for 1,2-DCE catalytic combustion

Catalyst	T₅₀/℃	T₉₀/℃	n（Co³⁺）/n（Co²⁺）	n（Cr⁶⁺）/n（Cr³⁺）	n（O_ads）/n（O_latt）
CoCr_0.05/SAPO?34	255	294	1.76	0.83	1.65
CoCr_0.06/SAPO?34	250	290	2.27	1.34	1.93
CoCr_0.08/SAPO?34	253	300	—	—	—
CoCr_0.12/SAPO?34	255	300	—	—	—
CoCr_0.25/SAPO?34	269	316	1.80	0.77	1.54
20Co₃O₄/SAPO?34	284	380	—	—	—
40Co₃O₄/SAPO?34	263	316	—	—	—

Fig.6 Catalytic oxidation of 1,2?DCE over CoCrx/SAPO?34

Fig.7 Durability(A) and stability(B) of CoCr0.06/SAPO?34

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