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。结构内充满的游离氧决定了钴氧化物的高活性,优良的还原能力、丰富的氧空位和高浓度的亲电 氧化物,使其在VOCs的催化氧化中发挥突出作用。另外,催化剂0的制备方法和处理条件也是影 响催化剂活性的重要因素。铈(C)是镧系元素中研究最频繁的元素,也是稀土中含量最丰富的元 素。CO2具有立方萤石晶体结构,其出色的储氧能力,常被用作结构促进剂、电子促进剂或多种催 化剂中的关键组分51,刘。通过C“与Ce+之间的氧化还原相互转化,气态氧分子可迅速转移到 CO2表面。Ce基催化剂具有丰富的氧空位、储氧能力和较低的价格,被认为是一种高效、低耗的环 境友好型催化剂54。对于含氯的有机物,Ce基催化剂容易吸附氯气或氯化氢而导致失活。 3.2VOCs的选择分析 在VOCs催化氧化的实验文章中,通常选择一种或多种有机物进行实验,模拟去除效果。对近 五年实验中使用的VOCs进行了总结,以含碳量和主要官能团作为坐标分类。结果如图5所示。其中, BTX(苯,甲苯,二甲苯)等芳香烃有机物是研究人员最常用的实验对象。而用苯又是使用最频繁 的物质。在被调查出版物中有近三分之一的研究者在实验中使用甲苯作为反应底物这与芳香烃本身 的性质有一定的联系。芳香族化合物广泛存在于天然的原油产品中,机功车不完全燃烧会向 夫气中释放夫量的芳香族化合物。同时,这些化合物地存在手各种王业夹品中如石油化工、喷漆涂 料、医药行业等。芳香族化合物不仅会破坏臭氧层,而且还能参与天光化学反应,生成光化学烟 雾。人体在长期接触芳香烃化合物后,还会导致患弱、混乱、恶心食欲和记忆丧失、疲劳和失明, 吸入高浓度的芳香化合物会导致意识不清、头晕甚至死亡。芳香经族化合物广泛存在人类日常生产 生活过程中,如机动车燃料的不完全燃烧及原油产品加工心魔漆涂医疗制造等行业5。林理量7 曾对某地区开展VOCs检测,结果表明各类别的VOCs中浓度丛高到低依次为烷烃>含氧有机物>卤 代烃>芳香烃>烯烃>乙炔>乙腈,其中芳香烃具有最的桌氧生成潜势(36%),而体积浓度占比最 大的烷烃臭氧生成潜势贡献仅为2%左右。近年来鱼息氧污染问题频发,作为中国环境污染治 理的新难题,追根潮源式的污染治理之路已为学者所求。 CVOCs(氯化挥发性有机化合物)拥有比其他WOCs更严重的环境毒性,同样也伴随着很高的 排放量及臭氧生成潜势,并且在环境中具有持久牲、长迁移性和难降解性57,网。除了芳香烃,学者们 也开始关注氯化挥发性有机化合物(二氯甲烷:二氯乙烷:二氯苯)。 实验中VOCs的选择一般以市场治理和难度为前提,也会受到政策的引导。同时有一部分实验, 需要通过研究新型催化剂靶向去除,酯、酮、醇、苯环等特定官能团。综合考虑各种因素,选择合适 的有机化合物进行催化氧化实验 Main fanctional group 3 0 bydroxy aldehyde zene ring chlorinated acid Dichloro- 15 21 methane(23 Dichloro rCan 18) methy!ethv 85 ketone (4) Ethvl 3 acetate (35 aan 467 图5出版物中V0Cs的使用频次 Fig.5 VOCs usage frequency in publications 4结论与展望 为了更好地了解该领域的研究热点,对过去25年VOCs催化氧化研究的出版情况进行了文献 计量分析。数据结果显示,相关文章数量的增长速度非常快,这表明对于VOCs催化氧化的治理技[49]。结构内充满的游离氧决定了钴氧化物的高活性,优良的还原能力、丰富的氧空位和高浓度的亲电 氧化物,使其在 VOCs 的催化氧化中发挥突出作用。另外,催化剂[50]的制备方法和处理条件也是影 响催化剂活性的重要因素。铈(Ce)是镧系元素中研究最频繁的元素,也是稀土中含量最丰富的元 素。CeO2具有立方萤石晶体结构,其出色的储氧能力,常被用作结构促进剂、电子促进剂或多种催 化剂中的关键组分[51, 52]。通过 Ce4+与 Ce3+ [53]之间的氧化还原相互转化,气态氧分子可迅速转移到 CeO2表面。Ce 基催化剂具有丰富的氧空位、储氧能力和较低的价格,被认为是一种高效、低耗的环 境友好型催化剂[54]。对于含氯的有机物,Ce 基催化剂容易吸附氯气或氯化氢而导致失活[55]。 3.2 VOCs 的选择分析 在 VOCs 催化氧化的实验文章中,通常选择一种或多种有机物进行实验,模拟去除效果。对近 五年实验中使用的 VOCs 进行了总结,以含碳量和主要官能团作为坐标分类。结果如图 5 所示。其中, BTX(苯,甲苯,二甲苯)等芳香烃有机物是研究人员最常用的实验对象。而甲苯又是使用最频繁 的物质。在被调查出版物中有近三分之一的研究者在实验中使用甲苯作为反应底物。这与芳香烃本身 的性质有一定的联系。芳香族化合物广泛存在于天然的原油产品中,机动车燃料的不完全燃烧会向 大气中释放大量的芳香族化合物。同时,这些化合物也存在于各种工业产品中,如石油化工、喷漆涂 料、医药行业等[56]。芳香族化合物不仅会破坏臭氧层,而且还能参与大气光化学反应,生成光化学烟 雾[57]。人体在长期接触芳香烃化合物后,还会导致虚弱、混乱、恶心、食欲和记忆丧失、疲劳和失明, 吸入高浓度的芳香化合物会导致意识不清、头晕甚至死亡[36]。芳香烃族化合物广泛存在人类日常生产 生活过程中,如机动车燃料的不完全燃烧及原油产品加工、喷漆涂料、医疗制造等行业[56 ]。林理量[57] 曾对某地区开展 VOCs 检测,结果表明各类别的 VOCs 中浓度从高到低依次为烷烃>含氧有机物>卤 代烃>芳香烃>烯烃>乙炔>乙腈,其中芳香烃具有最大的臭氧生成潜势(36%),而体积浓度占比最 大的烷烃臭氧生成潜势贡献仅为 12%左右。近年来,中国臭氧污染问题频发,作为中国环境污染治 理的新难题,追根溯源式的污染治理之路已为学者所追求。 CVOCs(氯化挥发性有机化合物)拥有比其他 VOCs 更严重的环境毒性,同样也伴随着很高的 排放量及臭氧生成潜势,并且在环境中具有持久性、长迁移性和难降解性[57- 58]。除了芳香烃,学者们 也开始关注氯化挥发性有机化合物(二氯甲烷;二氯乙烷;二氯苯)。 实验中 VOCs 的选择一般以市场治理和难度为前提,也会受到政策的引导。同时有一部分实验, 需要通过研究新型催化剂靶向去除醛、酯、酮、醇、苯环等特定官能团。综合考虑各种因素,选择合适 的有机化合物进行催化氧化实验。 图 5 出版物中 VOCs 的使用频次 Fig. 5 VOCs usage frequency in publications 4 结论与展望 为了更好地了解该领域的研究热点,对过去 25 年 VOCs 催化氧化研究的出版情况进行了文献 计量分析。数据结果显示,相关文章数量的增长速度非常快,这表明对于 VOCs 催化氧化的治理技 录用稿件,非最终出版稿
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