Citation: Zhen Cheng, Jingrong Li, Peng Yang, Shufeng Zuo. Preparation of MnCo/MCM-41 catalysts with high performance for chlorobenzene combustion[J]. Chinese Journal of Catalysis, 2018, 39(4): 849-856. doi: 10.1016/S1872-2067(17)62950-4
MnCo改性的MCM-41催化剂用于氯苯催化燃烧的研究
采用表面活性剂软模板技术合成了具有大比表面积、大孔径、耐热稳定性高的MCM-41介孔分子筛,负载不同比例的Mn/Co(摩尔比是3:1、6:1及9:1,其中总负载量为10%),以氯苯催化燃烧为探针反应,筛选出活性最佳时的Mn/Co比例.活性评价实验结果表明,各催化剂的活性以下列顺序依次降低:MnCo(6:1)/MCM-41 > MnCo(9:1)/MCM-41 > MnCo(3:1)/MCM-41 > Mn/MCM-41 > Co/MCM-41,其中MnCo(6:1)/MCM-41活性最佳,在270℃即可完全催化燃烧氯苯.耐久性实验结果显示,MnCo(6:1)/MCM-41在连续反应1000h后,其活性没有降低,表明其具有非常良好的稳定性.XRD实验结果表明,在Mn/MCM-41及Co/MCM-41催化剂上分别检测到MnO2及Co3O4的特征衍射峰.在MnCo(6:1)/MCM-41催化剂上,MnO2及Co3O4的特征衍射峰消失,同时出现了MnCoOx的特征衍射峰,这是由于MnO2及Co3O4的强相互作用经过焙烧后形成的,且MnCoOx的特征衍射峰较小,表明双金属活性组分的分散比单金属催化剂好.N2吸脱附结果显示,MCM-41的比表面积达到805.9m2/g,孔体积达到0.795cm3/g.负载活性组分后其比表面积及孔体积均有不同程度的减小,这是由于活性组分进入了MCM-41的孔隙.高分辨电镜结果表明,MCM-41具有均匀的介孔孔道结构,MnCoOx在MCM-41表面的颗粒小,分散好.能谱扫描出Mn,Co,O等元素,表明活性组分成功地负载在MCM-41载体上.H2-TPR表明,双金属催化剂的还原峰温较单金属催化剂低,表明其具有更好的氧化性能.CB-TPD结果表明,MnCo双金属催化剂脱附氯苯的温度高于单金属催化剂,说明氯苯与催化剂之间的相互作用更强,即双金属催化剂对氯苯的吸附能力更强,使得氯苯催化燃烧更加充分,因此其催化性能更好.同时,深入探讨了MnOx,CoOx,MnCoOx和MCM-41之间的相互作用及对催化燃烧性能的影响.
English
Preparation of MnCo/MCM-41 catalysts with high performance for chlorobenzene combustion
-
Key words:
- MCM-41
- / Mn/Co
- / Catalytic combustion
- / Chlorobenzene
- / Characterization
-
-
[1] L. Zhang, Y. X. Peng, J. Zhang, L. Chen, X. J. Meng, F. S. Xiao, Chin. J. Catal., 2016, 37, 800-809.
-
[2] Y. X. Liu, J. G. Deng, S. H. Xie, Z. W. Wang, H. X. Dai, Chin. J. Catal., 2016, 37, 1193-1205.
-
[3] J. W. Kan, B. Li, L. Li, X. J. Wang, Y. W. Chen, S. M. Zhu, S. B. Shen, Chem. Ind. Eng. Progr., 2016, 35, 499-505.
-
[4] S. F. Zuo, M. L. Ding, J. Tong, L. C. Feng, C. Z. Qi, Appl. Clay Sci., 2015, 105-106, 118-123.
-
[5] V. H. Vu, J. Belkouch, A. Ould-Dris, B. Taouk, J. Hazard. Mater., 2009, 169, 758-765.
-
[6] M. Nikoorazm, F. Ghorbani, A. Ghorbani-Choghamarani, Z. Erfani, Chin. J. Catal., 2017, 38, 1413-1422.
-
[7] Y. Han, F. S. Xiao, Chin. J. Catal., 2003, 24, 149-158.
-
[8] M. H. Yuan, C. C. Chang, C. Y. Chang, W. C. Liao, W. K. Tu, J. Y. Tseng, D. R. Ji, J. L. Shie, Y. H. Chen, J. Taiwan Inst. Chem. Eng., 2015, 53, 52-57.
-
[9] S. Pitkäaho, L. Matejova, S. Ojala, J. Gaalova, R. L. Keiski, Appl. Catal. B, 2012, 113-114, 150-159.
-
[10] Z. E Assal, S. Ojala, S. Pitkäaho, L. Pirault-Roy, B. Darif, J. D. Com-parot, M. Bensitel, R. L. Keiski, R. Brahmi, Chem. Eng. J., 2017, 313, 1010-1022.
-
[11] J. D. Liu, T. T. Zhang, A. P. Jia, M. F. Luo, J. Q. Lu, Appl. Surf. Sci., 2016, 369, 58-66.
-
[12] C. H. Zhang, C. Wang, W. C. Hua, Y. L. Guo, G. Z. Lu, S. Gil, A. Giroir-Fendler, Appl. Catal. B, 2016, 186, 173-183.
-
[13] W. Wang, Q. Zhu, Q. G. Dai, X. Y. Wang, Chem. Eng. J., 2017, 307, 1037-1046.
-
[14] S. Cao, H. Q. Wang, F. X. Yu, M. P. Shi, S. Chen, X. L. Weng, Y. Liu, Z. B. Wu, J. Colloid Interf. Sci., 2016, 463, 233-241.
-
[15] W. Deng, Q. G. Dai, Y. J. Lao, B. B. Shi, X. Y. Wang, Appl. Catal. B, 2016, 181, 848-861.
-
[16] L. Wang, H. K. Xie, X. D. Wang, G. Z. Zhang, Y. L. Guo, Y. Guo, G. Z. Lu, Chin. J. Catal., 2017, 38, 1406-1412.
-
[17] P. Yang, J. R. Li, S. F. Zuo, Chem. Eng. Sci., 2017, 162, 218-226.
-
[18] Y. Yan, L. Wang, H. P. Zhang, X. Y. Zhang, Sep. Purif. Technol., 2017, 175, 213-221.
-
[19] P. Yang, S. S. Yang, Z. N. Shi, Z. H. Meng, R. X. Zhou, Appl. Catal. B, 2015, 162, 227-235.
-
[20] P. Yang, S. F. Zuo, R. X. Zhou, Chem. Eng. J., 2017, 323, 160-170.
-
[21] Q. Q. Huang, Z. H. Meng, R. X. Zhou, Appl. Catal. B, 2012, 115-116, 179-189.
-
[22] Q. Q. Huang, X. M. Xue, R. X. Zhou, J. Mol. Catal. A, 2011, 344, 74-82.
-
[23] P. Yang, X. M. Xue, Z. H. Meng, R. X. Zhou, Chem. Eng. J., 2013, 234, 203-210.
-
[24] Q. Q. Huang, X. M. Xue, R. X. Zhou, J. Hazard. Mater., 2010, 183, 694-700.
-
[25] M. Wu, X. Y. Wang, Q. G. Dai, Y. X. Gu, D. Li, Catal. Today, 2010, 158, 336-342.
-
[26] C. H. Xu, C. Q. Liu, Y. Zhong, X. Z. Yang, J. Y. Liu, Y. C. Yang, Z. X. Ye, Chin. Chem. Lett., 2008, 19, 1387-1390.
-
[27] A. Z. Abdullah, M. Z. Abu Bakar, S. Bhatia, J. Hazard. Mater., 2006, 129, 39-49.
-
[28] D. Li, Y. Zheng, X. Y. Wang, Appl. Catal. A, 2008, 340, 33-41.
-
[29] X. Y. Wang, Q. G. Dai, Y. Zheng, Chin. J. Catal., 2006, 27, 468-470.
-
[30] J. L. Zhao, G. Qian, F. Y. Li, J. Zhu, S. F. Ji, L. Li, Chin. J. Catal., 2012, 33, 771-776.
-
[31] T. A. Konovalova, Y. L. Gao, R. Schad, L. D. Kispert, C. A. Saylor, L. C. Brunel, J. Phys. Chem. B, 2001, 105, 7459-7464.
-
[32] J. R. Li, S. F. Zuo, P. Yang, C. Z. Qi, Mater., 2017, 10, 949.
-
[33] J. W. Kan, L. Deng, B. Li, Q. Huang, S. M. Zhu, S. B. Shen, Y. W. Chen, Appl. Catal. A, 2017, 530, 21-29.
-
[34] M. Wu, X. Y. Wang, Q. G. Dai, D. Li, Catal. Commun., 2010, 11, 1022-1025.
-
[35] M. Wu, X. Y. Wang, Q. G. Dai, Y. X. Gu, D. Li, Catal. Today, 2010, 158, 336-342.
-
[36] S. F. Zuo, P. Yang, X. Q. Wang, ACS Omega, 2017, 2, 5179-5186.
-
[37] W. Zhao, J. Cheng, L. N. Wang, J. L. Chu, J. K. Qu, Y. H. Liu, S. H. Li, H. Zhang, J. C. Wang, Z. P. Hao, T. Qi, Appl. Catal. B, 2012, 127, 246-254.
-
[38] G. L. Zhou, X. L. He, S. Liu, H. M. Xie, M. Fu, J. Ind. Eng. Chem., 2015, 21, 932-941.
-
[39] T. Cai, H. Huang, W. Deng, Q. G. Dai, W. Liu, X. Y. Wang, Appl. Catal. B, 2015, 166-167, 393-405.
-
[40] G. L. Zhou, X. L. He, S. Liu, H. M. Xie, M. Fu, J. Ind. Eng. Chem., 2014, 5, 21, 932-941.
-
[41] D. A. Aguilera, A. Perez, R. Molina, S. Moreno, Appl. Catal. B, 2011, 104, 144-150.
-
-
扫一扫看文章
计量
- PDF下载量: 0
- 文章访问数: 814
- HTML全文浏览量: 52

下载: