| 魏琛,黄琼,毛君杰,童熙,杨孜素,单佳鑫,杨波,李大伟,陶涛.TiO2涂层的CuMnCeOx催化剂协同脱除氯苯和NOx研究[J].分子催化,2025,39(3):233-242 |
| TiO2涂层的CuMnCeOx催化剂协同脱除氯苯和NOx研究 |
| Synergistic Removal of Chlorobenzene and NOx via TiO2-doped CuMnCeOx Catalysts |
| 投稿时间：2025-02-17 修订日期：2025-03-18 |
| DOI：10.16084/j.issn1001-3555.2025.03.005 |
| 中文关键词: CB和NOx协同脱除 催化氧化还原 催化剂 TiO2涂层的CuMnCeOx |
| 英文关键词:synergistic removal of CB and NOx catalytic oxidation-reduction catalysts TiO2-doped CuMnCeOx |
| 基金项目:江苏省自然科学基金(Nos. BK20170954, BK20150890, BK20190786); 国家自然科学基金(Nos. 21501097, 51902166, 52000101); 江苏省高等学校“青蓝工程”和江苏省高等学校重点学科建设项目(PAPD)[Natural Science Foundation of Jiangsu Province (Nos. BK20170954, BK20150890 and BK20190786); National Natural Science Foundation of China (Nos. 21501097, 51902166 and 52000101); the Qing Lan Project of the Jiangsu Higher Education Institutions and the Priority Academic Program Development of Jiangsu Higher Education Institutions (PAPD)]. |
| 作者 | 单位 | E-mail | | 魏琛 | 南京信息工程大学 环境科学与工程学院, 江苏省大气环境与装备技术协同创新中心, 江苏省大气环境监测与污染控制重点实验室, 江苏 南京 210044 | | | 黄琼 | 南京信息工程大学 环境科学与工程学院, 江苏省大气环境与装备技术协同创新中心, 江苏省大气环境监测与污染控制重点实验室, 江苏 南京 210044 | hqhaixia@163.com | | 毛君杰 | 南京信息工程大学 环境科学与工程学院, 江苏省大气环境与装备技术协同创新中心, 江苏省大气环境监测与污染控制重点实验室, 江苏 南京 210044 | | | 童熙 | 南京信息工程大学 环境科学与工程学院, 江苏省大气环境与装备技术协同创新中心, 江苏省大气环境监测与污染控制重点实验室, 江苏 南京 210044 | | | 杨孜素 | 南京信息工程大学 环境科学与工程学院, 江苏省大气环境与装备技术协同创新中心, 江苏省大气环境监测与污染控制重点实验室, 江苏 南京 210044 | | | 单佳鑫 | 南京信息工程大学 环境科学与工程学院, 江苏省大气环境与装备技术协同创新中心, 江苏省大气环境监测与污染控制重点实验室, 江苏 南京 210044 | | | 杨波 | 南京信息工程大学 环境科学与工程学院, 江苏省大气环境与装备技术协同创新中心, 江苏省大气环境监测与污染控制重点实验室, 江苏 南京 210044 | | | 李大伟 | 南京信息工程大学 环境科学与工程学院, 江苏省大气环境与装备技术协同创新中心, 江苏省大气环境监测与污染控制重点实验室, 江苏 南京 210044 | | | 陶涛 | 南京信息工程大学 化学与材料科学学院, 江苏 南京 210044 | |
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| 中文摘要: |
| PM2.5和O3污染问题仍是当前大气污染控制中的重大难题, 而挥发性有机化合物(VOCs)和氮氧化物(NOx)是这两类污染物的重要前驱体. 因此, 高效去除VOCs和NOx已成为改善空气质量的重要策略. 虽然去除VOCs和NH3-SCR脱硝技术已广泛应用于各行业, 但协同脱除VOCs和NOx仍面临挑战. 本研究分别采用一步溶胶-凝胶法和两步溶胶-凝胶法合成制备了CuMnCeTiOx/堇青石和CuMnCeOx/TiO2/堇青石催化剂协同脱除氯苯(CB)和NOx, 考察了制备方法、TiO2涂层以及活性组分负载量对催化剂催化氧化还原性能的影响. 结果表明, 采用两步溶胶-凝胶法所制备的CuMnCeOx/TiO2/堇青石显著提高了催化剂的酸性位点、表面氧种类及比表面积等, 当TiO2涂层和CuMnCeOx活性组分负载量质量分数分别为15%和19%时, 其协同脱除效率最佳, 其在230 ℃时CB和NOx去除率均高于85%, 协同脱除效率明显提升, 而采用一步溶胶-凝胶法所制催化剂由于活性成分的聚集导致CB氧化和NOx还原能力下降. |
| 英文摘要: |
| The issue of PM2.5 and O3 remains a significant challenge in air pollution control with volatile organic compounds (VOCs) and nitrogen oxides (NOx), which play a critical role as precursors in the formation of these pollutants. Therefore, the removal of VOCs and NOx has become a crucial strategy for improving air quality. While VOCs and NH3-SCR NOx removal technologies have been widely applied across various industries, this study focuses on the synergistic removal of VOCs and NOx, enhancing their oxidation into CO2, N2, and H2O. Specifically, the CuMnCeTiOx/Cor and CuMnCeOx/TiO2/Cor catalysts synthesized via the one-step or two-step sol-gel of TiO2 doping method were investigated for their ability to synergistically remove VOCs and NOx. The study also examined the impact of preparation method, TiO2 doping, and the incorporation of active components on oxidation activity. The results indicated that CuMnCeOx/TiO2/Cor prepared using the two-step TiO2 doping method significantly enhanced the acid sites, surface oxygen species, and specific surface area of catalysts. The CuMnCeOx/TiO2/Cor catalyst supported with the mass fraction of 15% TiO2 and 19% CuMnCeOx demonstrated the highest removal efficiency, achieving over 85% removal of NOx and CB at 230 ℃, and the efficient synergistic removal of VOCs and NOx was significantly improved due to TiO2 doping. However, the simultaneous doping of TiO2 with CuMnCeOx in CuMnCeTiOx/Cor resulted in a decrease in CB oxidation and NOx reduction due to the aggregation of active components. |
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