Catalytic oxidation is a promising technology to control the emissions of volatile
organic compounds (VOC). From a practical point, the integration of such a process
with an adsorption system would be of great interest. The main goal of this thesis was
the development of active catalytic systems for the elimination of VOC. Three organic
compounds were chosen as a model of volatile organic compounds: ethyl acetate,
ethanol and toluene. The catalytic oxidation of these compounds was studied
individually and in mixtures.
In the first part of this work the oxidation of ethyl acetate, ethanol and toluene was
investigated over several catalysts (supported noble metals, mixed oxides and base
metal oxides) in order to select the most promising catalytic systems for further
development. Cryptomelane type manganese oxide and noble metal supported on
titania were the catalysts selected.
The second part of this work describes the preparation, characterization and
application of manganese oxides in the oxidation of ethyl acetate, ethanol and toluene.
Concerning catalyst preparation, it was observed that it is possible to tailor the shape,
crystalline phase and chemical composition of manganese oxide materials by
controlling the pH and the template cation.
Cryptomelane was found to be very active in the oxidation of VOC, and its
performance was significantly affected by the presence of other phases, namely Mn2O3
and Mn3O4. The latter improves the catalytic performance by increasing the reactivity
and mobility of lattice oxygen, while the former has the opposite effect. A correlation
between the redox properties and the activity of the manganese oxides was proposed,
and a Mars and van Krevelen mechanism was established. The reactivity of VOC (in
terms of conversion into CO2) was found to increase in the following order:
Toluene
ตัวเร่งปฏิกิริยาออกซิเดชันเป็นเทคโนโลยีสัญญาเพื่อควบคุมการปล่อยก๊าซระเหยสารอินทรีย์ (VOC) จากจุดปฏิบัติ การรวมของกระบวนการด้วยการดูดซับ ระบบจะน่าสนใจมาก เป้าหมายหลักของวิทยานิพนธ์นี้การพัฒนาระบบงานตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับการตัดออกของ VOC. สามอินทรีย์สารประกอบที่ถูกเลือกเป็นรูปแบบของสารระเหยอินทรีย์: เอทิล acetateเอทานอลและโทลูอีน ออกซิเดชันตัวเร่งปฏิกิริยาของสารเหล่านี้ได้ศึกษาแต่ละรายการ และ ในส่วนผสมในส่วนแรกของงานนี้ คือออกซิเดชัน acetate เอทิล เอทานอล และโทลูอีนตรวจสอบผ่านหลายสิ่งที่ส่งเสริม (สนับสนุนตระกูลโลหะ ผสมออกไซด์และฐานโลหะออกไซด์) เพื่อเลือกระบบว่าตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับเพิ่มเติมการพัฒนา Cryptomelane ชนิดแมงกานีสออกไซด์และได้รับการสนับสนุนบนโลหะสิ่งที่ส่งเสริมการเลือกกรองน้ำแร่ได้ส่วนสองของงานนี้อธิบายการเตรียม จำแนก และใช้แมงกานีสออกไซด์ในออกซิเดชัน acetate เอทิล เอทานอล และโทลูอีนเกี่ยวกับการเตรียมเศษ มันถูกตรวจสอบว่า จะสามารถปรับรูปร่างเฟสผลึกและองค์ประกอบทางเคมีของวัสดุแมงกานีสออกไซด์โดยการควบคุม pH และ cation แม่พบใช้มากในการเกิดออกซิเดชันของ VOC, Cryptomelane และประสิทธิภาพได้รับผลอย่างมีนัยสำคัญจากสถานะอื่นระยะ Mn2O3 ได้แก่and Mn3O4. The latter improves the catalytic performance by increasing the reactivityand mobility of lattice oxygen, while the former has the opposite effect. A correlationbetween the redox properties and the activity of the manganese oxides was proposed,and a Mars and van Krevelen mechanism was established. The reactivity of VOC (interms of conversion into CO2) was found to increase in the following order:TolueneA cesium modified cryptomelane catalyst, prepared by ion-exchange, was also testedin the oxidation of ethyl acetate. It was shown that the presence of cesium improvescatalyst performance, since it enhances its basic properties.
การแปล กรุณารอสักครู่..