不同晶相二氧化锰负载LaMnO3催化剂的制备及其催化氧化甲苯性能研究开题报告

1. 研究目的与意义

摘要：挥发性有机化合物（vocs）是可吸入有害物质形成的重要前驱体，是大气污染物的重要组成部分。催化氧化法作为末端技术是目前处理vocs最有效的途径之一。其中，热催化燃烧主要以贵金属（pt,pd,au,ag等），过渡金属（mn,co,cr等氧化物）及复合型催化剂研究展开。

贵金属负载型催化剂虽然活性很高，但是价格昂贵不适合实际应用，且容易受到苯系物降解过程中产生中间副产物的污染而丧失活性。在各种不同的过渡金属氧化物中，锰氧化物被研究的最多。原因在于它的低挥发性和低毒性，同时具有较高的催化活性。锰氧化物涉及多种晶型，如α-mn02,β-mn02,γ-mn02,λ-mn0,δ-mn02。当在空气中加热时，锰氧化物的晶相发生变化。锰氧化物表现出优于其他过渡金属氧化物、甚至优于负载型贵金属催化剂的催化性能。其中锰基催化剂的分散度、mn的氧化价态以及催化剂的组成是影响催化臭氧氧化效率的重要因素。负载型的mn02、利用载体的大比表面积使其分散度增大，从而增加了催化剂在催化臭氧氧化中的活性，从而提高催化剂的使用寿命和稳定性，因此，可以看出mn0x与其他载体复合是对锰氧化物催化剂改性的一个重要途径。

2. 研究内容和问题

1.研究内容：

1).不同晶相二氧化锰负载lamno3催化剂催化剂的构建，研究不同晶相的调控措施；

2).合成晶相对催化剂表面活性组分的影响，研究包括合成方法对催化剂表面活性氧含量、元素组成分布等参数的影响；

3. 设计方案和技术路线

1). 通过溶胶凝胶法和共沉淀法制备不同晶相二氧化锰负载lamno3催化剂；

2). 以xrd、fesem、xps、tpr等表征手段对不同催化剂形貌结构其进行表征，探究可控合成条件对催化剂形貌、晶相、表面结构组成等的影响；

3). 考察水蒸气对催化剂活性的影响、研究催化剂表面活性物种的迁移转化机制；并探讨苯氧化的催化降解历程。

4. 研究的条件和基础

经过初步的理论和操作培训，学生已经掌握了与本课题相关一些基础理论与实验仪器操作。在课题开始前已查阅相关的中外文献资料，根据课题设计方案，学生已经开展了初步实验研究。

此外，本项目组具备催化剂的合成和催化性能测试的常规仪器与方法。拥有多套能够进行催化剂合成的成套反应装置；在催化剂活性评价方面，拥有一套评价装置，能够进行常规的催化性能评价。XRD、SEM、TEM、GC-MS等分析仪表征由南通大学化学化工学院提供测试，XPS、Raman、TPR、TPD、DRIFTS等由上海交通大学分析中心提供测试。