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摘要
为提高煤矿风排瓦斯的处理和利用效率,采用溶胶凝胶法控制合成条件以制备三维交联通透型的多级孔道细长柱形Al2O3,并以其为载体用水热合成法制备负载量极低的非贵金属Cu-Mn/Al2O3整体柱催化剂。对催化剂的结构和物理化学性质进行BET、SEM、XRD和XPS表征,并采用微型固定床反应器测试催化剂对低浓度甲烷燃烧的转化效率。结果表明,通过控制模具形状、尺寸以及干燥温度等条件可实现对催化剂形状的控制合成。减小陈化过程的凝胶尺寸和降低干燥过程中的水分和溶剂脱除速率等均可得到细长柱形Cu-Mn/Al2O3催化剂。催化剂负载活性组分Cu、Mn的摩尔比为1:2时,柱形催化剂的比表面积更高,可达174.5m2/g,比块状催化剂比表面积高54.8m2/g;催化剂活性组分负载量极低的情况下,柱形催化剂活性较高,T90为560℃,比块状催化剂低50℃。细长柱形的催化剂内部具有独特的微观孔结构即传质通道,该传质通道有利于催化剂与物料的充分接触以增加反应效率,此外柱形催化剂整体成型具备较高机械强度,因此为实际矿井中用于加快风排瓦斯的燃烧效率的催化剂应用奠定了基础。
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单位生化工程国家重点实验室; 东北大学; 中国科学院过程工程研究所; 材料学院
