环境与催化概述共111页
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环境保护催化剂- 正文催化剂工业中的一类产品,用于借助催化作用来消除环境污染的工艺。
自20世纪70年代汽车排气催化净化技术商业化以后,此类催化剂与石油炼制催化剂、化工催化剂(包括石油化工催化剂和无机化工催化剂并列为催化剂工业中的三大类产品。
环境保护用催化剂通常有较高的催化活性,能将浓度本来很低的污染物经催化转化为无毒物;能承受较高的作业负荷,以节约催化剂用量和治理污染的设备投资;能在室温或不太高的温度下作业,以减少治理污染所需的能耗。
被处理的气体,通常含有粉尘、重金属、含硫化合物、含氯化合物、酸雾等,因此要求催化剂的抗毒能力较强,化学稳定性好,具有足够的催化剂寿命。
有时,要求有良好的催化剂选择性不致因副反应所生成的产物造成二次污染。
在环境治理工程中,由于被污染物的组成、浓度、温度等常有变化,故要求催化剂能在较宽的反应条件下保持其效率,这与典型的化工生产中所用的催化剂是有所不同的。
燃烧催化剂用完全催化氧化的方法使可燃性污染物质转化为二氧化碳和水的催化剂。
广泛用于治理工厂的排气污染,主要是一氧化碳、烃类及其含氧衍生物,如醇、醛、酮、酯等引起的污染。
第一次世界大战时曾用CuO和MnOx为催化剂,置于防毒面具中以净化毒气(一氧化碳等),在室温下即有效。
催化燃烧技术现在广泛地用于排放有机溶剂废气的行业和排放可燃尾气的化工厂。
将直接燃烧和催化燃烧法比较,依据不同的污染物,起燃温度(为保持反应正常进行所需的最低温度)分别为600~800℃和室温至400℃,即用催化法治理污染的起燃温度低,可节约能源。
最常用的催化剂是以铂、钯、氧化铜、氧化锰、氧化钴、氧化镍、氧化钒等为活性组分,以氧化铝为载体。
含贵金属的催化剂极为活泼,在催化剂中的含量通常为0.3%~0.1%,它们甚至在低于100℃时可使烃类完全转化,铂转化一氧化碳效率优于钯,而对烃类的燃烧活性则反之。
以甲烷为例,催化燃烧活性顺序为Pd>Pt>Co3O4>PdO >Cr2O3>Mn2O3>CuO>CeO2>Fe2O3>V2O5>NiO>MoO3>TiO2。
环境催化技术
环境催化技术是一种利用催化剂来促进化学反应,从而解决环境问题的方法。
在环境催化技术中,催化剂可以加速化学反应的速率,提高化学反应的效率,使有害物质被转化为无害或低害物质,从而达到解决环境问题的目的。
环境催化技术广泛应用于各种环境问题中,例如:废气处理:利用催化剂将有害气体转化为无害或低害物质,例如将汽车尾气中的一氧化碳和氮氧化物转化为二氧化碳和水蒸气。
废水处理:利用催化剂将废水中的有害物质转化为无害或低害物质,例如通过催化剂将废水中的重金属离子还原为金属单质或将其转化为沉淀物。
有机废弃物处理:利用催化剂将有机废弃物转化为能源或化工原料,例如通过催化剂将废弃物中的脂肪酸酯转化为生物柴油。
空气净化:利用催化剂将空气中的有害气体或污染物转化为无害或低害物质,例如将甲醛等有害气体在催化剂的作用下转化为无害物质。
环境催化技术的发展对于解决环境问题具有重要
的意义,它能够有效地降低有害物质的排放,提高资源利用率,减少环境污染,促进可持续发展。
环境催化原理
催化是一种通过物质的参与,加速化学反应速率的方法。
环境催化是一种特殊的催化过程,其目的是在环境保护和绿色发展的理念下,提高化学反应的效率,并降低对环境的污染。
环境催化的原理主要涉及催化剂和反应物之间的相互作用。
催化剂通常是一种物质,能够降低反应的活化能,从而使反应在较低的温度和压力下进行。
在环境催化中,常用的催化剂包括金属催化剂、金属氧化物催化剂、酸碱催化剂等。
在催化过程中,催化剂与反应物通过物理吸附或化学吸附相互结合。
物理吸附是指催化剂表面与反应物之间的非化学键相互作用,例如范德华力和静电力。
化学吸附则涉及到更强的化学键的形成,例如共价键或离子键。
通过物理吸附或化学吸附,催化剂能够降低反应物的活化能,并提供反应中所需的活性位点。
催化剂与反应物形成反应中间体,在这些反应中间体的存在下,反应路径将发生改变,从而实现了反应速率的提高。
具体来说,反应中间体的形成可能会改变反应物之间的相对位置关系,或者提供一个更容易进行反应的键。
催化剂通过改变反应的活化能和反应路径,实现了对反应速率的调节。
环境催化在环境保护领域具有广泛的应用。
例如,催化剂可以用于净化废气中的有害物质,如二氧化硫、氮氧化物和挥发性有机化合物等。
此外,环境催化还可以用于水处理、废物处理和能源转化等领域。
总之,环境催化是一种通过催化剂与反应物之间的相互作用,在较低温度和压力下提高化学反应的速率的方法。
通过催化剂的作用,环境催化可以实现对反应速率的调节,从而在环境保护和绿色发展的理念下,提高化学反应的效率,并降低对环境的污染。
合肥学院HEFEI UNIVERSITY题目:环保催化与环境友好催化技术系别: 化学材料与工程专业: 化学工程与工艺学号: 1303021001 于晓飞 1303021012 陶伟1303021005 周胜1303021011 徐磊环保催化与环境友好催化技术摘要:本文提到了环境经济和环境有好的概念。
主要介绍了空气污染治理的催化技术、工业废液的催化净化技术、大气层保护与催化技术、环境友好的催化技术、光催化在环境科学中的应用和光催化环保功能材料.关键词:催化技术环保催化一.环境经济和环境友好环保治理要从根本上解决问题,就要将追求环保与具有竞争性的经济效益联系在一起,使产品生产和过程开发的企业领导从被动执行转自觉的行动,于是提出了环境经济。
针对传统的能源消耗,传统的化学工艺和化工生产技术造成的环境污染,提出了环境友好工艺。
二.空气污染治理的催化技术1.动能源的净化处理和三效催化剂动态源的污染处理,这里以汽车尾气处理为例。
汽车尾气的污染物已成为城市空气的主要污染源,对人类的健康造成了极大的伤害,也严重影响了生态环境。
汽车尾气净化采用的催化剂,目前广泛使用的是三效催化剂。
它在操作的条件下可同时将尾气中的CO、HC、NOx净化处理,达到环保要求的限制标准。
三效催化剂的构成主要由载体、涂层和活性组分所组成,置于汽车尾气催化转化器中。
(1)载体目前广泛使用的为块状式的载体。
材质有陶瓷和合金两大类。
最常用的陶瓷材料为多孔堇青石,组成:2MgO·2Al2O3·5SiO2),材料本身主要由平均孔径为数微米的大孔构成整体制成蜂窝状。
这种载体的突出优点是抗热冲击性能优越,具有很低的热膨胀系数;合金载体有不锈钢、Ni-Cr、Fe-Cr-Al等材料。
外观为蜂窝状,内部由交错的平板和波纹状薄金属片构成。
这种载体材料的特点是机械强度大、传热快、抗震性好、压降低,寿命长等。
(2)涂层涂层材料必须满足以下要求:①有较高的热稳定性。
合肥学院HEFEI UNIVERSITY题目:环保催化与环境友好催化技术系别: 化学材料与工程专业: 化学工程与工艺学号: 1303021001 于晓飞1303021012 陶伟1303021005 周胜1303021011 徐磊环保催化与环境友好催化技术摘要:本文提到了环境经济和环境有好的概念。
主要介绍了空气污染治理的催化技术、工业废液的催化净化技术、大气层保护与催化技术、环境友好的催化技术、光催化在环境科学中的应用和光催化环保功能材料.关键词:催化技术环保催化一.环境经济和环境友好环保治理要从根本上解决问题,就要将追求环保与具有竞争性的经济效益联系在一起,使产品生产和过程开发的企业领导从被动执行转自觉的行动,于是提出了环境经济。
针对传统的能源消耗,传统的化学工艺和化工生产技术造成的环境污染,提出了环境友好工艺。
二.空气污染治理的催化技术1.动能源的净化处理和三效催化剂动态源的污染处理,这里以汽车尾气处理为例。
汽车尾气的污染物已成为城市空气的主要污染源,对人类的健康造成了极大的伤害,也严重影响了生态环境。
汽车尾气净化采用的催化剂,目前广泛使用的是三效催化剂。
它在操作的条件下可同时将尾气中的CO、HC、NOx净化处理,达到环保要求的限制标准。
三效催化剂的构成主要由载体、涂层和活性组分所组成,置于汽车尾气催化转化器中。
(1)载体目前广泛使用的为块状式的载体。
材质有陶瓷和合金两大类。
最常用的陶瓷材料为多孔堇青石,组成:2MgO·2Al2O3·5SiO2),材料本身主要由平均孔径为数微米的大孔构成整体制成蜂窝状。
这种载体的突出优点是抗热冲击性能优越,具有很低的热膨胀系数;合金载体有不锈钢、Ni-Cr、Fe-Cr-Al等材料。
外观为蜂窝状,内部由交错的平板和波纹状薄金属片构成。
这种载体材料的特点是机械强度大、传热快、抗震性好、压降低,寿命长等。
(2)涂层涂层材料必须满足以下要求:①有较高的热稳定性。