Research on Co3O4/UiO-66@α-Al2O3 Ceramic Membrane Separation and Catalytic Spraying Industry VOCs Waste Gas

doi:10.7503/cjcu20220025

Abstract

Abstract:

Co₃O₄/UiO-66@α-Al₂O₃ ceramic membranes were constructed with α-Al₂O₃ as the support layer， UiO-66 as the separation layer， and Co₃O₄ as the catalytic layer. The ceramic membrane exhibits outstanding separation performance of benzene/pyridine. The molar concentration ratio of pyridine to benzene in the gas on the permeate side can be increased from 1 to 17 on the feed side. After O₃ was introduced into the system， the concentration of benzene on the feed side was significantly reduced， and its removal rate can reach 89%. The removal rate of pyridine on the permeate side was only 27%， which was retained to a large extent， and the remaining pyridine could be collected for separate advanced treatment. The Co₃O₄/UiO-66@α-Al₂O₃ ceramic membrane can effectively solve the emission problem of nitrogen oxides in the waste gas treatment process of the spraying industry， and is expected to be an ideal choice for the waste gas pretreatment process of the spraying industry.

Key words: Membrane separation, Catalytic ozonation, Waste gas from spraying industry, Metal organic frameworks（MOFs）, Adsorption energy

CLC Number:

O643

TrendMD:

JIANG Hongbin, DAI Wenchen, ZHANG Rao, XU Xiaochen, CHEN Jie, YANG Guang, YANG Fenglin. Research on Co₃O₄/UiO-66@α-Al₂O₃ Ceramic Membrane Separation and Catalytic Spraying Industry VOCs Waste Gas[J]. Chem. J. Chinese Universities, 2022, 43(6): 20220025.

Figures/Tables 15

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Sample	S_BET/（m²·g^-1）	Average pore size/nm
UiO?66 seed powder	1016.27	0.59
UiO?66 separation layer powder	1003.19	0.59

Sample	S_BET/（m²·g^-1）	Average pore size/nm
UiO?66 seed powder	1016.27	0.59
UiO?66 separation layer powder	1003.19	0.59

Membrane material	Roughness
Membrane material	R_q/nm	R_a/nm	R_z/nm
α?Al₂O₃	122.75	93.98	1063.14
UiO?66@α?Al₂O₃	268.11	203.67	1870.07
Co₃O₄/UiO?66@α?Al₂O₃	155.67	120.33	1284.52

Membrane material	Roughness
Membrane material	R_q/nm	R_a/nm	R_z/nm
α?Al₂O₃	122.75	93.98	1063.14
UiO?66@α?Al₂O₃	268.11	203.67	1870.07
Co₃O₄/UiO?66@α?Al₂O₃	155.67	120.33	1284.52

Sample	Element ratio（%）
Sample	Co²⁺	Co³⁺	O _α /（O _α +O _β ）
α?Al₂O₃			30.8
Co₃O₄/UiO?66@α?Al₂O₃	54.3	45.7	43.7

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