UV-M2臭氧发生器文献：固定床反应器催化剂评价系统

 

标题：不同湿度条件下通过调节pH合成不同晶相的二氧化锰及单片催化剂的研制

摘要：二氧化锰催化剂是公认的在室温下进行臭氧分解的高效材料。然而，传统的制备方法，如水热法，通常需要临界条件（100-200℃，6-48 h）。此外，所制备的催化剂几乎是粉末，这使得它们难以作为整体催化剂应用。在这项工作中，开发了一种在环境条件下原位制备具有不同晶相（α，非晶和δ）的二氧化锰的简单ph调节方法。XRD分析表明，当pH值从13降低到3时，相变由δ-MnO2逐渐转变为无定形MnO2，而在pH = 1.5时则出现α-相。XPS和O2-TPD结合结果表明，无定形MnO2具有最低的平均氧化态（AOS）和最高的氧空位浓度。优化后的无定形二氧化锰催化剂（Cat. 2）在相对湿度高达90%的情况下，臭氧去除效率最高，达到98%。此外，原位DRIFTS实验进一步证明，制备的Cat. 2在潮湿条件下保持了最小的OH积累，证实了其优异的耐水性。最后，将无定形二氧化锰的制备方法有效地应用于堇青石蜂窝载体（CHC）。a（无定形）-MnO2/CHC催化剂模块（100 mm × 100 mm × 20 mm）在风道（O3: 400±30 ppb，温度：25±5°C，气速：1 m s−1）中进行了60 h的评估，臭氧去除效率稳定，达到60%。本研究创新性地开发了一种简单的ph调节方法，在常温条件下制备不同晶相的二氧化锰，并成功应用于堇青石蜂窝载体的整体式催化剂开发。

臭氧设备：同林提供臭氧发生器（UV-M2）和臭氧分析仪（106-L）

引用内容：臭氧分解活性的评价

如图11所示，催化剂的臭氧去除实验在内径为4mm的固定床反应器中进行。将催化剂粉末（0.1 g， 40-60目）与石英砂（0.45 g， 40-60目）充分混合，装入石英管中。采用高纯空气作为气源，控制反应器总流量为1 L·min−1 (WHSV = 600,000 mL·g−1·h−1)，温度为25℃。通过调节干湿气流量的比例来控制相对湿度。湿气流起泡携带水蒸气，恒温水浴保持在25°C。采用湿度计监测气流中的湿度。混合气流通过配备低压紫外灯（UV- m2，北京同林，中国）的臭氧发生器，保持进口臭氧浓度为40±1 ppm。使用臭氧分析仪实时监测出口臭氧浓度变化。催化剂的臭氧降解率由式(5)计算：

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

图11 固定床反应器催化剂评价系统 

其中，“Cin”表示O3初始进口浓度（ppm），“Cout”表示出口浓度。不确定度以三个独立实验的标准差计算 

 

文章来源：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