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二噁英是一种对生态环境和人体健康有严重危害的持久性污染物,为了消除这种剧毒性的污染物,人们开发了很多相关的技术,其中,催化氧化法是一种比较有效率的方法,在催化氧化的过程中,目前应用得比较广泛的催化剂是V-W-Mn/Ti成型催化剂,由于这种催化剂中的V物种有毒,人们开始研究绿色环保型的催化剂,而稀土元素及其氧化物结合过渡金属氧化物的催化剂是其中的一个发展方向。本论文中的第一部分工作是以偏钒酸铵、偏钨酸铵、硫酸锰及硝酸锰作为活性成分的前驱体,加入纳米级的TiO2载体和相关的助剂,通过混合、搅拌、真空练泥、挤压成型、干燥及煅烧的工艺流程,制备一系列的成型的蜂窝状V-W-Mn/Ti催化剂。采用热失重分析(TGA)对未经干燥和煅烧的成型催化剂进行了表征,基于TGA的数据制定了合适的干燥和煅烧方案。运用激光拉曼光谱(Raman)对不同煅烧温度下制备的成型V-W-Mn/Ti催化剂进行了表征,以考察煅烧温度对催化剂的性能的影响,测试结果发现,在Raman光谱中可以明显观察到锐钛矿型TiO2的特征吸收峰,并且,随着煅烧温度从300℃上升至550℃,TiO2的特征吸收峰的强度呈现先上升后下降的趋势,在400℃时,峰强度达到最大值,这说明成型催化剂的体相中载体的含量会随着煅烧温度的上升而呈现先上升后下降的变化趋势。另外,还可以检测到强度很低的活性成分V物种和Mn物种的吸收峰,W的吸收峰可能已被TiO2的吸收峰掩盖,这个现象说明活性成分可能已经在载体上分散均匀。论文的第二部分是以共沉淀法制备了粉末状Ce/Ti、Mn/Ti及Ce-Mn/Ti催化剂,在这个过程中硝酸铈、硝酸锰及硫酸钛分别作为两种活性成分和载体的前躯体。以氯苯作为二噁英的模拟物质,考察了这些催化剂催化氧化性能。实验发现,Ce-Mn/Ti催化剂催化氧化氯苯的活性要比Ce/Ti和Mn/Ti催化剂高;不同煅烧温度下制备的Ce-Mn/Ti催化剂的活性有较大差异,随着煅烧温度从400℃上升至700℃,催化剂的活性逐渐下降,相关的活性顺序为:Ce-Mn/Ti(400℃)> Ce-Mn/Ti(500℃)> Ce-Mn/Ti(600℃)> Ce-Mn/Ti(700℃)。为了研究煅烧温度对Ce-Mn/Ti催化剂的活性影响的规律,文中分别对催化剂进行了扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、N2吸附-脱附、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)及H2-程序升温还原(H2-TPR)表征。综合上述表征的结果发现,煅烧温度升高,会使催化剂的微粒逐渐增大,并且还会团聚,这导致催化剂的小孔减少,比表面积下降,孔容下降,这些变化将不利于氯苯在催化剂表面的吸附,此外,催化剂的活性成分在低煅烧温度时会在载体上均匀分散,但随着煅烧温度的升高,活性成分开始形成较大的晶粒,催化剂的氧化性下降,这些会导致催化剂导致催化剂氧化分解氯苯的活性下降。