过渡金属掺杂MnOx/ZSM-5对甲苯吸附和催化氧化的影响

实验采用柠檬酸络合法制备了一系列过渡金属掺杂MnOx/ZSM-5的吸附/催化双功能材料,以甲苯为处理对象,探讨了过渡金属Cu、Co和Ni掺杂对MnOx/ZSM-5吸附和催化氧化性能的影响.通过BET、XRD、SEM、H2-TPR和XPS对所制备催化剂进行了表征,并进一步评估了 CuMnOx/ZSM-5的工业适用性.结果显示,CuMnOx/ZSM-5在所有催化剂中表现出最好的吸附和催化氧化性能,对甲苯的平衡吸附量为25.90mg-g-1,与MnOx/ZSM-5和CuOx/ZSM-5相比,其催化氧化甲苯的T50和T90均降低了 30℃左右.由表征结果可知,CuMnOyZSM-5中的Cu和Mn在甲苯吸附和催化氧化过程中产生强相互作用,使催化剂中Mn4+以及表面吸附氧(Oβ)物种量增多,提供了大量的活性位点,增强了其吸附和催化氧化性能.此外,CuMnOx/ZSM-5在不同空速下均表现出良好的吸附和催化氧化性能,在高湿环境中吸附性能下降,但仍能对甲苯表现出良好的催化氧化性能,同时还具有良好的再生性和稳定性,可在吸附-催化氧化一体化技术处理工业VOCs中发挥重要作用.