摘要：目的调整Cu基结构催化剂浸渍液的组分,研究其对丙烯腈、氰化氢含氰组分净化效率的影响。方法通过表面改性的方法,在常见的分子筛和氧化物表面负载不同种类与含量的助剂,得到结构催化剂,并且利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、透射电子显微镜(TEM)、比表面积分析仪、催化剂颗粒强度仪,对催化剂的微观形貌、结构特性和机械强度等进行系统表征。利用氢气程序升温还原(H2-TPR)和氨气程序升温脱附(NH3-TPD),对催化剂表面物种的氧化还原性和酸性进行研究。结果通过筛选发现,添加Fe和Ce助剂得到的结构催化剂,在含氰废气净化过程中表现出优异的催化性能和稳定性。各浸渍组分均匀分布在所用的载体表面,经ICP分析测得催化剂中各负载组分的含量为4.5%Cu+1.1%Ce+1.2%Fe(均为质量分数)。利用该方法得到的催化剂比表面积高,孔道结构丰富,表面物种分布均匀且径向强度超过100 N/cm。含丙烯腈和氢氰酸的废气经过催化剂处理后,高效转化为无害的CO2、H2O和N2。废气中丙烯腈含量小于0.5 mg/m^3,氰化氢小于1.9 mg/m^3,氮氧化物小于100 mg/m^3,均低于国家排放标准的限值,且经过2500h连续反应,未发现明显失活现象。另外,催化剂同时具有较好的丙烷催化燃烧去除性能和水热稳定性,450℃下300 h内丙烷的去除率保持在85%以上。结论开发了一种简捷的方法对常见载体(分子筛、氧化物)进行表面改性处理,调控催化剂表面物种的化学性质。通过浸渍过程赋予其高效净化含氰废气的性能,同时催化剂具有优异的活性、稳定性和机械强度,存在良好的工业化应用前景。

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