催化燃烧法脱除含氯挥发性有机化合物研究进展

含氯挥发性有机物(CVOCs)由于其毒性、高稳定性和在环境中的持久性而备受关注,有效脱除CVOCs是环境治理领域面临的重要课题,也成为近年来研究的热点。催化燃烧或氧化法因其能耗和成本低有望成为最有效脱除CVOCs的方法之一。对催化燃烧脱除CVOCs的研究进行了综述,重点总结和评述了催化燃烧脱除CVOCs的催化剂,包括金属氧化物、过渡金属氧化物和钙钛矿复合氧化物等催化剂,简要阐述了催化剂的失活类型和再生方法,并对未来催化燃烧法脱除CVOCs的研究进行了展望。     

含氯挥发性有机物催化燃烧研究进展

含氯的挥发性有机化合物(chlorinated volatile organic compounds,CVOCs)应用广泛,但对大气环境污染严重。催化燃烧法具有转化率高,起燃温度低,运行能耗低以及副产物少等优势,是一种消除CVOCs的优势技术。催化燃烧处理CVOCs的催化剂可分为以Pt、Pd和Ru基为主的贵金属催化剂和以过渡金属为主的非贵金属催化剂。Pt、Pd基贵金属催化剂催化活性好,但价格高,对高温和氯中毒敏感。Ru基贵金属催化剂能催化Deacon反应的发生,使Cl从催化剂表面脱除,提高了催化剂的稳定性。过渡金属复合氧化物价格相对低廉,抗中毒性能优良,但活性稍低于贵金属催化剂。还综述了CVOCs的反应、失活机理和再生方式,指出湿空气的加入能使催化剂再生,为催化剂的研究提供了参考。     

含氯挥发性有机物的催化氧化研究进展

催化氧化是控制挥发性有机污染物排放的有效途径之一,但传统催化剂在氧化消除含氯挥发性有机物(CVOCs)时易中毒而失活,因此,研发新型、高效、稳定的催化剂对其工业应用具有重要意义。简要综述近年来稀土及过渡金属氧化物、分子筛和负载贵金属催化剂对CVOCs氧化的催化性能和催化反应机理,剖析CVOCs氧化反应副产物的形成和催化剂失活的原因,并展望CVOCs催化氧化技术的未来发展趋势。     

含氯挥发性有机化合物催化燃烧催化剂的研究进展

含氯挥发性有机化合物(CVOCs)是一类重要的大气污染物,催化燃烧是实现CVOCs高效减排的一种主流处理技术,但工艺过程中存在氯元素易吸附在催化剂表面致使催化剂失活的问题。本文从催化燃烧CVOCs的反应机理、催化剂活性组分、催化剂载体等几个方面,对近年来催化燃烧处理CVOCs的研究进行了综述,其中催化活性组分可分为以钌、钯为主的贵金属催化剂和集中在高活性的过渡金属复合氧化物、钙钛矿型非贵金属催化剂,并重点阐述了水蒸气对催化燃烧CVOCs反应活性的影响及机制。根据国内外研究状况和技术水平,提出了催化燃烧技术的研究及发展方向,充分利用一定浓度水蒸气的优点抑制催化剂氯中毒及产生较低含量的副产物,为CVOCs高效工业化处理提供了重要的参考。     

含氯挥发性有机物废气在CeO_2基催化剂上的低温催化燃烧净化:从高活性到高稳定性再到高选择性

挥发性有机物(VOCs)造成的环境污染问题备受关注,采用高效催化剂通过催化燃烧方式在低温下后处理净化是解决VOCs污染的主要途径之一。由于VOCs种类繁多、实际应用工况复杂,因此该净化途径对催化剂的要求十分苛刻,广谱性、耐高温、抗中毒、高选择性的高效催化剂的研发仍然是该领域关注的核心问题。作为VOCs分支之一的含氯挥发性有机物(CVOCs)由于存在的广泛性、自身毒性、多氯副产物甚至是二噁英的二次生成以及催化剂Cl中毒失活等问题,成为VOCs催化燃烧领域近年来特别关注和亟待攻克的热点。本文简要综述本课题组15年来有关CVOCs在CeO_2基催化剂上低温催化燃烧的进展,详细介绍从高活性CeO_2催化剂的发现,到CeO_2抗氯中毒失活(稳定性)、抑制多氯副产物(选择性)通用策略的提出。     

沸石分子筛材料去除CVOCs的研究进展

综述了沸石分子筛材料作为吸附剂和催化剂去除含氯挥发性有机化合物的最新研究进展,分别对沸石吸附、单纯沸石分子筛催化燃烧、沸石负载贵金属催化燃烧、沸石负载单组分金属氧化物催化燃烧、沸石负载多组分金属氧化物催化燃烧等去除CVOCs进行了概述,并对沸石分子筛材料进一步应用提出了展望。     

催化燃烧治理氯苯类挥发性有机化合物的最新进展

氯苯类(CBs)化合物的排放给环境带来严重的污染和危害。本文回顾和总结了近几年来的氯苯类挥发性有机污染物的处理方法,综述了所采用催化剂的国内外研究现状,并对不同种方法进行优缺点分析。结果表明:催化燃烧法是最具有应用前景的、最有效的处理CBs的技术之一,该法优势是能够在催化剂存在的条件下,高效地处理低浓度的污染物,操作温度低,避免了氮氧化物的产生。应用于催化燃烧的催化剂类型繁多,贵金属催化剂具有高活性但对高温敏感;过渡金属氧化物催化剂的抗氯中毒能力较强;钙钛矿类催化剂廉价易得,其A、B位原子具有良好的可调性,并可通过负载与改性弥补其反应温度高及易失活等缺点。与其他催化剂相对比,钙钛矿类催化剂具有更广泛的应用前景。     

Advance in non-noble metal catalysts for catalytic combustion of volatile organic compounds

催化燃烧是实现挥发性有机物（VOCs）高效燃烧的一种处理技术。本文综述了近年来催化燃烧处理VOCs用非贵金属催化剂,包括单一过渡金属氧化物催化剂、复合过渡金属氧化物催化剂以及钙钛矿型催化剂的研究进展。重点综述了水蒸气对催化燃烧VOCs反应过程的影响。提出高效非贵金属催化剂的研制需结合实际应用中的工艺条件,催化机理和优化制备过程是催化燃烧VOCs用非贵金属催化剂深入研究的重点和主要方向。     

催化燃烧脂肪族氯代易挥发性有机物的研究进展

催化燃烧是处理低浓度挥发性有机物废气的有效方法。阐述了催化燃烧脂肪族氯代易挥发性有机物的反应机理,对贵金属、过渡金属氧化物、钙钛矿型复合氧化物和分子筛近年来研究较广泛和深入的催化剂体系的性能和特点进行了论述,分析催化剂的优缺点。讨论了反应原料气中水和非氯代有机物的加入对催化反应效果的影响,对今后研究和发展方向进行展望。     

Research progress of selective catalytic reduction of NOx at medium-low temperature

概述了国内外在中低温条件下开展的贵金属、分子筛、炭基及金属氧化物四大类选择性催化还原（SCR）催化剂的最新研究进展,为工业窑炉烟气催化脱硝提供催化剂研究前沿信息。分析了各类SCR催化剂的特点,特别是在改性、耐硫抗水及机理研究方面的工作。为了实现SCR技术在工业窑炉烟气中的应用,需充分利用各活性组分在中低温、耐硫、耐水等方面的突出性能,结合过渡金属氧化物对现有成熟SCR催化剂进行改性,提升中低温催化NO_x性能和抗中毒能力,将具有较好的研究和应用前景。     

A review on recent advances in catalytic combustion of chlorinated volatile organic compounds

Chlorinated volatile organic compounds (CVOCs) with strong stability, poor reactivity and high toxicity in waste gases are emitted into the atmosphere from many industrial operations, which has caused sustained harm to both human health and atmospheric environment. Catalytic combustion is regarded as one of the most effective methods to eliminate CVOCs due to its high removal efficiency, low energy consumption and low production of secondary pollutants. However, the screening of efficient catalysts (i.e. low cost, high activity and durability) still remains challenging. In this review, recent developments on catalytic combustion of CVOCs, including catalysts, reaction condition, catalytic reaction mechanism, deactivation reasons and regeneration methods are summarized. It is emphasized that the active components, structures and supports of catalysts have significant effects on their activity, selectivity, stability and longevity. In addition, it is pointed out that catalyst deactivation is closely related to chlorine poisoning, sintering, carbon deposition and metal active phase leaching. Compared with other catalysts, perovskite-type composite oxides and spinel-type composite oxides have shown to be promising materials in the catalytic combustion of CVOCs due to their particular structure and nature (e.g. surface area, redox property and surface acidity). Thereafter, the outlooks on catalytic combustion of CVOCs are also presented in this article based on the studies in the literature, which offer influential information for further research on the treatment technology of CVOCs. © 2020 Society of Chemical Industry     

酸性材料在CVOCs催化氧化中的应用

含氯挥发性有机化合物(CVOCs)对环境安全和人类健康存在持久性污染和危害。催化氧化法具有操作温度低和CO_2选择性高等优点,被广泛应用于CVOCs催化降解。催化剂作为CVOCs催化降解过程的核心部分,受到很多学者的关注。分析酸性分子筛、金属改性分子筛和复合氧化物酸性材料对各种CVOCs催化氧化活性、副产物控制性能、CO_2和HCl选择性的影响。结果表明,催化剂表面酸中心、氧化中心和催化剂表面结构性质在CVOCs催化氧化过程中起重要作用。较多酸中心和较大比表面积有利于CVOCs分子的吸附和活化,提高HCl选择性。而较多氧化中心则有利于CVOCs深度氧化,减少副产物产生,提高CO_2选择性。     

1,2-二氯乙烷在CoxTi1-x氧化物上的催化降解性能

随着工业和经济的快速发展,含氯挥发性有机化合物（CVOCs）排放量日益增多,对人体健康以及环境造成严重危害。催化燃烧法是治理CVOCs最有效和经济的方法之一。本文采用溶胶-凝胶法制备出了不同Ti掺杂量的Co_xTi_1-x复合氧化物,并对其物理化学性质进行了表征。研究了Co_xTi_1-x催化剂对1,2-二氯乙烷（1,2-DCE）的催化氧化性能。结果表明,当Ti掺杂量低于0.6时,Co_xTi_1-x复合氧化物呈现非晶相结构,形成无定形结构的Co-O-Ti固溶体。Ti元素的掺杂增加了Co_xTi_1-x复合氧化物的表面酸位点及吸附态氧含量。其中,Co_0.8Ti_0.2催化剂具有较大的比表面积、良好的氧化还原性能、丰富的表面吸附态氧及中强酸位点,对1,2-DCE表现出较高的催化氧化能力;在气时空速为20000mL/(g·h)、1,2-DCE浓度为4060mg/m³的条件下,其对1,2-DCE的转化率达90%时所需温度为318℃。此外,在380℃长时间运行时,Co_0.8Ti_0.2也显示出较好的稳定性。     

Preparation and Application of Perovskite Catalysts for Diesel Soot Emissions Control: An Overview

The diesel engines are energy efficient (1), but their particulate matter (soot) emissions are still a matter of concern even though major advances in their control are being made. For soot abatement, catalytic diesel particulate filter (DPF) technique is widely employed to trap and burn the soot. Many types of catalysts have been investigated for the soot combustion i.e. platinum group metal (PGM) based, perovskite-type oxides, spinel-type oxides, rare earth metal oxides, and mixed transient metal oxides etc. The cost of PGM catalysts is high and their availability is questionable. Further they are susceptible to poisoning and have low thermal stability. On the other hand perovskite catalysts show potential as effective soot oxidation catalyst for the DPF because of their low cost, high thermal stability and tailoring flexibility. Many papers related to soot oxidation over perovskite catalysts have been published but no review paper appears in the literature that is dedicated to soot oxidation. Thus, this article provides a summary of published information regarding pure and substituted perovskite catalyst, preparation methods, properties, and their application for diesel soot emission control.