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近年来,我国重污染天气频繁发生,VOCs作为有机PM2.5和臭氧形成的重要前体物,其治理受到了广泛关注,催化氧化法作为工业VOCs治理技术的重要选择,其核心就是催化剂的生产和研发。介孔金属氧化物催化剂因具有较大比表面积,特殊的孔道结构以及可控的孔径等优点,被广泛应用于VOCs治理。本文以SBA-15为硬模板剂制备了介孔复合锰基催化剂,对催化燃烧甲醛、乙醇等VOCs的性能进行了评价,并采用XRD、BET、XPS等技术进行了表征。同时基于实验数据,以介孔金属氧化物催化剂为例,对催化剂产品进行了生命周期评价。主要研究结论如下:(1)采用纳米浇筑法制备的Cu/MnOx催化剂均在小角范围内观察到(100)、(200)晶面,为介孔催化剂。所有样品均具有β-MnO2和Mn2O3晶相,加入Cu后有CuO和Cu2O生成,介孔催化剂的比表面积和孔径均减少了。Cu的加入增加了介孔催化剂的还原强度,两个还原峰发生了重合。除20%Cu/MnOx催化剂外,介孔Cu/MnOx催化剂均具有良好的甲醛催化活性,这主要是因为Cu-Mn间存在强烈的相互作用,Cu有利于金属Mn分散,降低了Mn3+和Mn4+的还原活化能,且具有较多的表面吸附氧,因此更有利于氧化反应,从而提高了甲醛催化活性。20%Cu/MnOx甲醛活性降低可能是因为Cu加入过多导致了催化剂孔道塌陷抵消了其他部分增加的活性,表现出了甲醛活性降低。催化剂的乙醇催化活性在低温时有所增加,这主要与催化剂具有良好的低温还原性有关。但是随着温度升高,加入Cu后的催化剂活性低于MnOx催化剂,这可能是Cu/MnOx的比表面积降低,Mn4+减少导致的。(2)采用纳米浇筑法制备的Zr/MnOx催化剂保留了SBA-15的介孔结构,样品均为SBA-15系介孔分子筛。所有样品均具有β-MnO2和Mn2O3晶相。加入Zr后有Zr O2生成。随着Zr的加入,催化剂的比表面积逐渐增大,孔径变化不大。除20%Zr/MnOx催化剂外,介孔Zr/MnOx催化剂均具有良好的甲醛催化活性,这主要是因为Zr的加入提高了催化剂的比表面积,暴露的活性Mn4+物种较多,更有利于氧分子的吸附。20%Zr/MnOx甲醛活性降低可能是因为Zr加入过多使催化剂分子筛晶粒尺寸变大导致的。20%Zr/MnOx乙醇催化活性比MnOx略高,这可能是因为20%Zr/MnOx具有更大的比表面积,更多的Mn4+和表面吸附氧,更有利于氧化反应,其他催化剂乙醇催化活性均比MnOx小,可能是因为ZrO2的絮化使得MnOx的还原性能没有改善,单位质量催化剂中Mn的含量降低,使得催化剂的乙醇催化活性下降,比表面积和Mn4+引起的活性增强不足以抵消其下降的活性,因此整体表现了活性下降。(3)采用LCA评价了介孔金属氧化物催化剂的环境影响,发现催化剂排放的主要污染物均为气体污染物,主要影响均为化石燃料的消耗、气候变化、酸化、影响人体健康和颗粒物的生成。其中,电能消耗是影响介孔催化剂环境性能的主要因素。因此适当改进生产工艺,改良生产设备尤其是烘箱和马弗炉这些大功率高电耗的设备的性能来降低整个生产过程电能的消耗对制备资源节约型催化剂尤为重要。