CeO_2掺杂RuO_2_Al_2O_3催化剂结构与湿式氧化降解苯(4)

　90　　0高等学校化学学报.26Vol

在催化反应过程中,将晶格表面缺位部分作为活性中心或反应中心,从而提高催化活性.2.4　湿式氧化降解苯酚的活性

图5为不同样品湿式氧化降解苯酚的去除率曲线.由图5可知,当苯酚质量浓度为4200mg L时,无催化剂时湿式氧化苯酚的去除率较低,反应150min后苯酚的去除率仅有33%.在反应过程中,加入CeO2 2ΧAl2O3,湿式氧化降解苯酚去除率只有43%.当加入RuO2 2ΧAl2O3催化剂时,反应60和150min后,苯酚去除率明显增加,分别为47%和100%.

而掺杂CeO2后,RuO2 2ΧAl2O3催化剂催化湿

式氧化降解苯酚,在相同的反应条件下反应60min

后,苯酚的去除率可达到96%.当苯酚质量浓度为6Fig.5　PhenolremovalofdifferentcatalystsinWAOat000mg 2L时,RuO22CeO2 ΧAl2O3催化剂催化湿150℃and3MPa

.RuO22CeO2 2.RuO2 aanda′ΧAl2O3;bandb′式氧化降解苯酚的去除率也比RuO2 2ΧAl2O3催化

22ΧAl2O3;c.CeO2 ΧAl2O3;d.nocatalyst.

剂高.由此可知,RuO2 2ΧAl2O3和RuO22CeO2 2ΧAl2O3催化剂的活性较高,且掺杂CeO2明显提高

(mg L-1):a,b,candMassconcetrationofphenol .6000.d.4200;a′andb′

了RuO2 2.ΧAl2O3催化剂的活性

此外,RuO2 22ΧAl2O3和RuO22CeO2 ΧAl2O32,但是第4次使用后,催化剂活性明显下降,反应150m和67%.通过XPS测试发现,催化剂表面出现积炭现象,,这可能是造成催化剂失活的主要原因.WAO,HO 和HO .加入2等自由基的产生

[11]

2RuO2 ΧAl2O32:

Ru

4+

+RH

3+

3++

+Ru+H(1)(2)(3)(4)

Ru+O2u

4+

+O-2

- +O2+H3+

Ce+O

2

2

4+-+O2

式中,O-2 自由基的产生是速控步骤.在WAO降解苯酚的过程中,反应(1)是快速过程,加入RuO2

2ΧAl2O3催化剂后,催化剂表面存在氧空位,促进了液相或气相中的氧气在催化剂表面吸附,使得化学吸附氧通过反应(2)捕获电子,形成了O-2 氧化物种,进而与溶液中的H+结合形成了HO .因2自由基此,RuO2 2.ΧAl2O3催化剂促进了湿式氧化降解苯酚的活性

掺杂CeO2提高了活性组分RuO2在催化剂表面的分散性,活性组分RuO2晶粒尺寸变小,使RuO222.掺杂CeO2使RuO2 2CeO2 ΧAl2O3催化剂表面活性位点增加,这有利于氧气和有机物的吸附和氧化Χ

- 3+

.此外,Ce4+ Al2O3催化剂表面的氧空位数量增加,化学吸附氧增加,从而加快了O2的生成Ce相

互转化,通过反应(4)进一步促进了表面化学吸附氧形成O-2 的过程,因此,CeO2的掺杂,加快了

2.故RuO222RuO2 ΧAl2O3催化剂形成HO2自由基,使反应加快CeO2 ΧAl2O3催化剂具有更好的催化

活性.

参　考　文　献

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