UV-M2臭氧發生器文獻：固定床反應器催化劑評價系統

 

標題：不同濕度條件下通過調節pH合成不同晶相的二氧化錳及單片催化劑的研制

摘要：二氧化錳催化劑是公認的在室溫下進行臭氧分解的高效材料。然而，傳統的制備方法，如水熱法，通常需要臨界條件（100-200℃，6-48 h）。此外，所制備的催化劑幾乎是粉末，這使得它們難以作為整體催化劑應用。在這項工作中，開發了一種在環境條件下原位制備具有不同晶相（α，非晶和δ）的二氧化錳的簡單ph調節方法。XRD分析表明，當pH值從13降低到3時，相變由δ-MnO2逐漸轉變為無定形MnO2，而在pH = 1.5時則出現α-相。XPS和O2-TPD結合結果表明，無定形MnO2具有最低的平均氧化態（AOS）和最高的氧空位濃度。優化后的無定形二氧化錳催化劑（Cat. 2）在相對濕度高達90%的情況下，臭氧去除效率最高，達到98%。此外，原位DRIFTS實驗進一步證明，制備的Cat. 2在潮濕條件下保持了最小的OH積累，證實了其優異的耐水性。最后，將無定形二氧化錳的制備方法有效地應用于堇青石蜂窩載體（CHC）。a（無定形）-MnO2/CHC催化劑模塊（100 mm × 100 mm × 20 mm）在風道（O3: 400±30 ppb，溫度：25±5°C，氣速：1 m s−1）中進行了60 h的評估，臭氧去除效率穩定，達到60%。本研究創新性地開發了一種簡單的ph調節方法，在常溫條件下制備不同晶相的二氧化錳，并成功應用于堇青石蜂窩載體的整體式催化劑開發。

臭氧設備：同林提供臭氧發生器（UV-M2）和臭氧分析儀（106-L）

引用內容：臭氧分解活性的評價

如圖11所示，催化劑的臭氧去除實驗在內徑為4mm的固定床反應器中進行。將催化劑粉末（0.1 g， 40-60目）與石英砂（0.45 g， 40-60目）充分混合，裝入石英管中。采用高純空氣作為氣源，控制反應器總流量為1 L·min−1 (WHSV = 600,000 mL·g−1·h−1)，溫度為25℃。通過調節干濕氣流量的比例來控制相對濕度。濕氣流起泡攜帶水蒸氣，恒溫水浴保持在25°C。采用濕度計監測氣流中的濕度。混合氣流通過配備低壓紫外燈（UV- m2，北京同林，中國）的臭氧發生器，保持進口臭氧濃度為40±1 ppm。使用臭氧分析儀實時監測出口臭氧濃度變化。催化劑的臭氧降解率由式(5)計算：

O3 conversion(%)=（Cin−Cout/Cin）×100%   （5）

圖11 固定床反應器催化劑評價系統 

其中，“Cin”表示O3初始進口濃度（ppm），“Cout”表示出口濃度。不確定度以三個獨立實驗的標準差計算 

 

文章來源：https://doi.org/10.3390/catal15030290

by Haoran Bian 1,Zukun Xie 1 andQi Zhang 1,2,*ORCID

1School of Chemical Engineering. East China University of Science and Technology, Shanghai 200237, China

2State Key Laboratory of Green Chemical Engineering and Industrial Catalysis, School of Chemical Engineering, East China University of Science and Technology, Shanghai 200237, China