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利用介质阻挡放电协同Ce/Zr基催化剂强化脱除废气中含碳化合物技术,能在较低的背景温度下实现对废气中含碳化合物高效的脱除。本文采用浸溃法制备了不同载体的 CuCe0.75Zr0.25Oy/X ( X=ZSM-5、Al2O3 和 TiO2) 和不同主金属的XCe0.75Zr0.25/TiO2(X=Mn、Fe、Co和Ni)催化剂,通过低温氮气物理吸脱附、XRD、XPS、H2-TPR、O2-TPD、NH3-TPD和FT-IR等手段对催化剂的结构进行了表征,在介质阻挡放电反应器上评价了介质阻挡放电协同催化剂脱除废气中含碳化合物的性能。获得的实验结果如下:(1)介质阻挡放电反应器的放电功率随着输入电压的增大而增大;随着电源工作频率的增大,先增大后减小,表现出明显的谐振特性。在谐振频率下,功率的提高产生了更多的高能粒子有利于甲苯的降解,当功率达到85 W时,甲苯基本完全降解。(2)介质阻挡放电协同CuCe0.75Zr0.25Oy/TiO2和CuZr0.25Oy/TiO2脱除CO的研究结果表明,反应过程分步骤进行:反应诱导过程中等离子体起主导作用,CO与氧原子在催化剂表面相互作用发生缓慢的放热反应;燃烧过程则由热催化控制,CO能够通过反应热以高反应速率实现转化从而维持CO燃烧过程。CuCeZr/T中Ce的添加提高了催化剂的还原性并促进了氧传递能力,一方面有利于CO在催化剂表面的吸附,另一方面也促进了 CO的氧化。(3)介质阻挡放电协同不同载体 CuCe0.75Zr0.25Oy/X (X=ZSM-5、A1203 和 Ti02)催化剂脱除甲苯的研究表明,反应分三步完成:低放电功率下,甲苯的脱除由介质阻挡放电过程控制;随放电功率的增大,催化剂逐渐被活化;在高放电功率下,催化燃烧过程起主导作用。大孔径载体的CuCe0.75Zr0.25Oy/TiO2催化剂有助于反应物和降解产物的扩散和迁移,CuO活性物种在载体表面的高度分散以及催化剂中晶格氧和氧空位存在可显著提高甲苯转化率和CO2的选择性,而催化剂的酸性增强会引起积碳的生成。(4)介质阻挡放电协同不同主金属XCe0.75Zr0.25/TiO2催化脱除甲苯的研究表明,CuCe0.75Zr0.75/TiO2催化剂的活性最好,但NiCe0.75Zr0.75/TiO2催化剂在较低功率对甲苯有较高的转化率。在相同的甲苯转化率下,MnCe0.75Zr0.25/TiO2催化剂具有较高的CO2选择性。与其他主金属催化剂相比,氧化铜活性物种在载体表面的高度分散和较多的晶格氧是CuCe0..75Zr0.25/ Ti02催化剂具有高活性的主要原因。