核壳结构块体的构筑及催化氯苯燃烧性能

刁振恒, 李昊, 国文, 郑鹏飞, 王斌, 吉洪轮, 田亚杰, 孙德, 李莉

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高等学校化学学报 ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (03) : 69-77.

核壳结构块体的构筑及催化氯苯燃烧性能

  • 刁振恒, 李昊, 国文, 郑鹏飞, 王斌, 吉洪轮, 田亚杰, 孙德, 李莉
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摘要

基于同轴3D打印策略,构筑了以HZSM-5分子筛(Z5)为外壳活性位点,铈锰负载HZSM-5(CM/Z5),Silicalite-1或ZrO2为内核活性位点的核壳结构块体催化剂.探究了载体种类对块体催化氯苯燃烧性能的影响机理,解析了核壳结构在氯苯燃烧过程中的作用机制.与HZSM-5和Silicalite-1载体相比,ZrO2载体更有利于氧空位形成,但HZSM-5载体的Br?nsted酸位与铈锰组分的氧空位协同作用大幅提高了氯苯转化率和HCl选择性.HZSM-5外壳作为脱氯中心,限制了氯组分在铈锰氧化物表面的沉积,减缓了催化剂氯中毒,提高了催化剂的稳定性.以HZSM-5为内核载体构筑的CM/Z5@Z5块体因壳层脱氯、内核中酸性位与氧空位协同脱氯-深度氧化的串级催化过程,呈现出良好的催化活性、稳定性及HCl和CO2选择性,其催化氯苯转化的T50(转化率达50%时的反应温度)和T90(转化率达90%时的反应温度)分别低至206和294℃.

关键词

同轴3D打印 / HZSM-5分子筛 / 铈锰氧化物 / 催化氯苯燃烧 / 核壳块体催化剂

中图分类号

O643.36 / X701

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刁振恒, 李昊, 国文, 郑鹏飞, 王斌, 吉洪轮, 田亚杰, 孙德, 李莉. 核壳结构块体的构筑及催化氯苯燃烧性能. 高等学校化学学报. 2025, 46(03): 69-77

基金

国家自然科学基金(批准号:22008012,22008055); 吉林省教育厅科学研究项目(批准号:JJKH20231127KH); 吉林大学实验技术项目(批准号:SYXM2024a002)资助

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