UV-M2臭氧發(fā)生器文獻(xiàn)：固定床反應(yīng)器催化劑評價系統(tǒng)

 

標(biāo)題：不同濕度條件下通過調(diào)節(jié)pH合成不同晶相的二氧化錳及單片催化劑的研制

摘要：二氧化錳催化劑是公認(rèn)的在室溫下進(jìn)行臭氧分解的高效材料。然而，傳統(tǒng)的制備方法，如水熱法，通常需要臨界條件（100-200℃，6-48 h）。此外，所制備的催化劑幾乎是粉末，這使得它們難以作為整體催化劑應(yīng)用。在這項工作中，開發(fā)了一種在環(huán)境條件下原位制備具有不同晶相（α，非晶和δ）的二氧化錳的簡單ph調(diào)節(jié)方法。XRD分析表明，當(dāng)pH值從13降低到3時，相變由δ-MnO2逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)闊o定形MnO2，而在pH = 1.5時則出現(xiàn)α-相。XPS和O2-TPD結(jié)合結(jié)果表明，無定形MnO2具有最低的平均氧化態(tài)（AOS）和最高的氧空位濃度。優(yōu)化后的無定形二氧化錳催化劑（Cat. 2）在相對濕度高達(dá)90%的情況下，臭氧去除效率最高，達(dá)到98%。此外，原位DRIFTS實驗進(jìn)一步證明，制備的Cat. 2在潮濕條件下保持了最小的OH積累，證實了其優(yōu)異的耐水性。最后，將無定形二氧化錳的制備方法有效地應(yīng)用于堇青石蜂窩載體（CHC）。a（無定形）-MnO2/CHC催化劑模塊（100 mm × 100 mm × 20 mm）在風(fēng)道（O3: 400±30 ppb，溫度：25±5°C，氣速：1 m s−1）中進(jìn)行了60 h的評估，臭氧去除效率穩(wěn)定，達(dá)到60%。本研究創(chuàng)新性地開發(fā)了一種簡單的ph調(diào)節(jié)方法，在常溫條件下制備不同晶相的二氧化錳，并成功應(yīng)用于堇青石蜂窩載體的整體式催化劑開發(fā)。

臭氧設(shè)備：同林提供臭氧發(fā)生器（UV-M2）和臭氧分析儀（106-L）

引用內(nèi)容：臭氧分解活性的評價

如圖11所示，催化劑的臭氧去除實驗在內(nèi)徑為4mm的固定床反應(yīng)器中進(jìn)行。將催化劑粉末（0.1 g， 40-60目）與石英砂（0.45 g， 40-60目）充分混合，裝入石英管中。采用高純空氣作為氣源，控制反應(yīng)器總流量為1 L·min−1 (WHSV = 600,000 mL·g−1·h−1)，溫度為25℃。通過調(diào)節(jié)干濕氣流量的比例來控制相對濕度。濕氣流起泡攜帶水蒸氣，恒溫水浴保持在25°C。采用濕度計監(jiān)測氣流中的濕度。混合氣流通過配備低壓紫外燈（UV- m2，北京同林，中國）的臭氧發(fā)生器，保持進(jìn)口臭氧濃度為40±1 ppm。使用臭氧分析儀實時監(jiān)測出口臭氧濃度變化。催化劑的臭氧降解率由式(5)計算：

O3 conversion(%)=（Cin−Cout/Cin）×100%   （5）

圖11 固定床反應(yīng)器催化劑評價系統(tǒng) 

其中，“Cin”表示O3初始進(jìn)口濃度（ppm），“Cout”表示出口濃度。不確定度以三個獨立實驗的標(biāo)準(zhǔn)差計算 

 

文章來源：https://doi.org/10.3390/catal15030290

by Haoran Bian 1,Zukun Xie 1 andQi Zhang 1,2,*ORCID

1School of Chemical Engineering. East China University of Science and Technology, Shanghai 200237, China

2State Key Laboratory of Green Chemical Engineering and Industrial Catalysis, School of Chemical Engineering, East China University of Science and Technology, Shanghai 200237, China