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1、第15章 环境催化,一、治理环境污染的一些热点催化课题,1.1 富氧条件下消除NOx,1、选择催化还原：含氧量低于5%，以NH3为还原剂，以Ti基化合物为催化剂，在200C-450C可将NOx还原为N2和H2O。,与催化有关的环境问题：大气污染；臭氧层破坏；海洋污染；气候变暖；淡水资源紧缺和污染；环境公害；有毒化学品和危险废物的排放。,2、直接催化分解：负载型金属复合氧化物，如La2-xSrCuO4/Al2O3；负载型贵金属催化剂，如Rh/Al2O3；离子交换性的Cu（Pt/Pd）-ZSM-5，反应温度550-600C。,3、烃类还原消除：利用CH4、C2H4等在负氧条件下还原消除NOx，反应
2、温度低。,1.2 SOx的消除及一步法同时消除NOx和SOx的混合物,1、以活性氧化铝或Fe基催化剂，用H2S还原SOx生成H2O和单质S。,2、以V2O5为催化剂，将SOx氧化为SO3，在经过水吸收法生成H2SO4。,3、NOx和SOx同时消除，在室温下用活性炭纤维共同吸附和氧化NOx和Sox，最后将生成的硫酸和硝酸回收。一种新的途径是将NOx的还原和SOx的氧化结合起来。,1.3 VOCs废气的催化消除,一般用负载在无机载体或陶瓷蜂窝型载体上的金属催化剂，如Cu-Mn/Al2O3、Cu-Cr/Al2O3等。也可用光催化技术来消除废气和废水中的污染物。,1.4 机动车尾气的治理,已采用的是三
3、效催化剂。,正在研究的：1）负氧条件下对NOx高效还原的催化剂；2）用过渡金属氧化物、稀土金属氧化物部分取代贵金属；3）提高催化剂热稳定性，以延长寿命；4）开发低温催化剂。,1.5 氟氯烃类的催化分解,破坏CFCs的化学手段有氧化、水解、加氢及氢解等。催化水解反应的催化剂有PO4/ZrO2、TiO2-ZrO2或H-丝光沸石。催化加氢反应的催化剂有Pd/C等。,1.6 低层大气中臭氧的消除,利用过渡金属氧化物来催化分解O3。,1.7 CO2的利用,1）低碳烷烃与CO2重整制合成气；2）甲烷与CO2反应制乙酸；3）CO2加氢制含氧有机化合物；4）低碳烷烃与CO2氧化脱氢制烯烃；5）环氧化合物与CO
4、2合成环状碳酸酯；6）丙烯与CO2合成甲基丙烯酸；7）甲醇与CO2合成碳酸二甲酯。,二、化学工业领域待开发的环境友好催化过程,1、异丁烷和丁烯烷基化制高辛烷值的化合物固体酸催化剂：高酸强度；酸中心均匀分布；具有在异丁烷和正碳离子之间的转移能力；比表面大且孔径大,2、金属氮化物上 HDN和HDS,3、非晶态催化剂用于有机化合物的加氢如R-Ni-P催化剂催化己二腈制己二胺。,4、烃类选择氧化如TS-1分子筛催化丙烯经过氧化氢生成环氧丙烷；V-P-O催化剂用于丁烷选择氧化制顺丁烯二酸酐。,5、烯烃羰基合成开发水相/有机相-相转移催化剂来取代传统Co基催化剂用于长链烯烃羰基合成反应。,三、其它,1、光降解和生物降解塑料,2、洁净煤技术：煤燃烧前的净化技术、煤燃烧中的净化技术、煤燃烧后的净化技术、煤炭的转化技术,祝大家学业有成！,
