CN115282965B - 一种催化剂在苯乙烯废气治理中的应用 - Google Patents

一种催化剂在苯乙烯废气治理中的应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种催化剂在苯乙烯废气治理中的应用，属于催化剂应用领域。其技术方案为：所述催化剂包括催化剂载体，活性成分，所述催化剂载体选自活性炭、活性氧化铝球、沸石、氧化钛、分子筛中的一种，所述活性成分由金属元素铁，金属元素锰组成，本发明的有益效果为：本发明利用金属元素对苯环类有机物的吸附从而干扰负电荷，使得苯乙烯的双键打开，容易发生氧化反应，从而有效的去除苯乙烯，提高废气中苯乙烯的除去率。

Description

一种催化剂在苯乙烯废气治理中的应用
技术领域
本发明涉及一种催化剂应用，尤其涉及一种催化剂在苯乙烯废气治理中的应用。
背景技术
目前我国的玻璃钢产品应用领域不断扩大，由最初的航天耐烧蚀防热部件发展到现在的航天、航空、船舶、、交通运输（新能源汽车）、风力发电、建筑、能源、化工、节能环保、电子电器、医疗、体育运动器械等国民经济的各个领域，因此复合材料行业的发展趋势良好，主要的生产工艺有缠绕、真空灌注、模压、手糊等几种基本工艺。双碳目标下，环保政策及监管工作的执行强度不断提升，江苏常州、山东安丘、武城、河南固城等玻璃钢/合成树脂企业面临的废气排放管控要求不断提高，虽然各企业采取了增加设备等措施，但根据挥发性有机物排放标准，玻璃钢企业排放标准为20mg/m³，执行标准较高，一是企业环保设备随着运行小时数的增加，出现工作区域内废气吸收不完全，和催化剂、吸附材料处理能力降低等问题，造成环保监测不合格；二是环保设备运行过程中费用较高。
在上述废气中含有大量苯乙烯，苯乙烯在氧及热作用下极易形成自由基, 进行聚合反应产生“玻璃化”现象, 堵塞吸附材料的孔道，毒化吸附剂、造成吸附剂吸附性能急剧衰减。产生苯乙烯的工况多为大风量、低浓度、间歇式排放。苯乙烯作为恶臭气体排放，要求排放指标在20mg/m3,要求治理设施具有较高的处理效率。现有治理工艺及技术存在前期投资成本高、运行成本高、处理效率不理想的现状。废气中的苯乙烯有热聚合效应，市面上常规的技术依然没办法解决苯乙烯聚合的问题。因此急需开发一种适用于在低温条件的催化剂，应用于苯乙烯废气的治理。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种催化剂在苯乙烯废气治理中的应用。
本发明的方案如下：
一种催化剂在苯乙烯废气治理中的应用，所述催化剂包括催化剂载体，活性成分，所述催化剂载体选自活性炭、活性氧化铝球、沸石、氧化钛、分子筛中的一种，所述活性成分由金属元素铁，金属元素锰组成，其中金属元素铁和锰的质量比为5:（2-5）。
当苯乙烯与催化剂接触时，催化剂的金属元素将会吸引苯环类有机物，吸附后苯环类有机物上面的负电荷就会被干扰，一但苯环类上的负电荷被干扰，苯乙烯的直双链会打开，双链被打开后，氧化剂会与苯乙烯发生反应，反应中会产生中间产物：苯、苯甲醛、氧化苯乙烯，以上就将废气中的苯乙烯氧化成其他物质，也就不再存在聚合反应。
优选所述活性成分含量为所述催化剂载体质量的1-15wt%。
元素铁和锰的组合可以增加氧化的稳定性和反应速率。
优选的所述催化剂还包括活性助剂，所述活性助剂由氧化铋和氧化钒组成，含量为所述催化剂载体的1-5wt%。
氧化铋在高温时会出现稳定的结构，并且具有较好的导电率和电荷干扰功能，但是这种功能出现在较高的温度，和较窄的温度范围，当用氧化铋和氧化钒配合，有效的解决了这个问题，当活化助剂与金属元素结合，能更好的的干扰苯环有机物的负荷电，增强催化剂的过滤效果。
优选所述沸石为Y型沸石，比表面积为300-700m2/g。
优选所述氧化铋和氧化钒的质量比为1:1。
为解决上述问题，本发明还提供了一种苯乙烯废气治理用催化剂的制备方法，包含如下步骤：
（1）将金属盐溶解在分散剂中,比例为0.02g/ml，搅拌均匀后加热到80℃；
（2）将催化剂载体浸入到步骤（1）的产物中，浸渍之后80℃烘干4小时得到固体；
（3）将步骤（2）固体进行煅烧，煅烧阶段式升温250℃，2小时；350℃，2小时；500℃，4小时；
所述金属含量为所述催化剂载体质量的1-15wt%，所述分散剂为乙醇，乙二酸，柠檬酸、乳酸或苹果酸的之中一种或多种，所述分散剂的浓度为2-5%，
活化成分的金属盐可以是九水硝酸铁、硝酸锰。
为了更好的实现上述发明目的，本发明还提供了一种苯乙烯废气治理用催化剂的制备方法，包含如下步骤：
（1）将氢氧化钠与硫代乙酰胺混合，混合质量比例为7:15，然后加水配成,40%的溶液，并冷却到5℃，将纤维素纤维加入溶液中，得到10-20g/L的分散液，1000r/min转速下处理10min，过滤得到预处理纤维素纤维；
（2）将步骤（1）的预处理纤维素纤维加入到混酸中，比例为2.6g/ml，所述混酸浓度为5%，所述混酸包含柠檬酸、乳酸、苹果酸，体积比为3：1:1.5，在反应釜中反应20-30min，反应温度为110-120℃，得到纤维素纤维分散液,比例为0.025g/ml；
（3）将活化助剂：氧化铋和氧化钒与金属盐溶解在步骤2中的纤维素纤维分散液中，搅拌均匀后加热至80℃；
（4）将催化剂载体浸入步骤（3）的液体中浸渍，浸渍后80℃烘干4小时得到固体；
（5）将步骤（4）得到固体进行煅烧，煅烧阶段式升温250℃，2小时；350℃，2小时；500℃，4小时；
所述金属含量为所述催化剂载体质量的1-15wt%，所述活性助剂含量为所述催化剂载体质量的1-5wt%，氧化铋和氧化钒的质量比为1:1。
在催化剂的制备过程中活化助剂中的氧化铋和氧化钒和金属盐并不能很好的融合分散，直接影响催化剂的性能，纤维素纤维的加入会形成较好的纳米分散状态，使得活性剂和活性助剂更好的分散。但是纤维素纤维不经过处理也很难以最佳状态呈现，混酸成分本身就是金属盐比较好的分散剂，本发明的混酸组成及比例很好的产生电位值使得纤维素纤维悬浮液体系稳定，纤维素纤维与NaOH反应，使得水分子在纤维内部破坏氢键引起膨胀，硫代乙酰胺含有极性较强的C=S和-NH2基团，很容易降低纤维素晶区大分子间的结合力，从而使纤维素溶解于该混合溶剂。
本发明的有益效果是：
1、本发明利用金属元素对苯环类有机物的吸附从而干扰负电荷，使得苯乙烯的双键打开，容易发生氧化反应，从而有效的去除苯乙烯，提高废气中苯乙烯的除去率；
2、活性成分中，金属铁和锰的选择与搭配提高了反应的稳定性和反应速率；
3、助活化剂的添加以及制备，提高了催化剂干扰苯乙烯负电荷的能力，进一步提高了催化效率和废气中苯乙烯的除去率。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。
对比例
为市售高温催化剂样品：湖南敏锶壮公司产VOC催化剂，型号MSCB-01。
实施例1
（1）将1.18g九水硝酸铁溶解在2%乙醇中,比例为0.02g/ml，搅拌均匀后加热到80℃；
（2）将活性炭浸入到步骤（1）的产物中，浸渍之后80℃烘干4小时得到固体，活性成分含量为活性炭1wt%；
（3）将步骤（3）固体进行煅烧，煅烧阶段式升温250℃，2小时；350℃，2小时；500℃，4小时。
实施例2
（1）将1.18g九水硝酸铁和硝酸锰溶解在2%乙醇中,比例为0.02g/ml，搅拌均匀后加热到80℃，元素铁和锰的质量比为5:2；
（2）将活性炭浸入到步骤（1）的产物中，浸渍之后80℃烘干4小时得到固体，活性成分含量为活性炭1wt%；
（3）将步骤（3）固体进行煅烧，煅烧阶段式升温250℃，2小时；350℃，2小时；500℃，4小时。
实施例3
（1）将1.5g九水硝酸铁和硝酸锰溶解在3%乙二醇中,比例为0.02g/ml，搅拌均匀后加热到80℃，元素铁和锰的质量比为5:3；
（2）将活性氧化铝球浸入到步骤（1）的产物中，浸渍之后80℃烘干4小时得到固体，活性成分含量为催化剂载体的5wt%；
（3）将步骤（3）固体进行煅烧，煅烧阶段式升温250℃，2小时；350℃，2小时；500℃，4小时。
实施例4
（1）将1.46g九水硝酸铁和硝酸锰溶解在4%柠檬酸中,比例为0.02g/ml，搅拌均匀后加热到80℃，元素铁和锰的质量比为5:4；
（2）将沸石浸入到步骤（1）的产物中，浸渍之后80℃烘干4小时得到固体，活性成分含量为催化剂载体的10wt%，沸石为Y型沸石，比表面积为300m2/g；
（3）将步骤（3）固体进行煅烧，煅烧阶段式升温250℃，2小时；350℃，2小时；500℃，4小时。
实施例5
（1）将1.6g九水硝酸铁和硝酸锰溶解在5%乳酸中,比例为0.02g/ml，搅拌均匀后加热到80℃，元素铁和锰的质量比为5:5；
（2）将氧化钛浸入到步骤（1）的产物中，浸渍之后80℃烘干4小时得到固体，活性成分含量为催化剂载体的15wt%；
（3）将步骤（3）固体进行煅烧，煅烧阶段式升温250℃，2小时；350℃，2小时；500℃，4小时。
实施例6
（1）将1.7g九水硝酸铁和硝酸锰溶解在5%苹果酸中,比例为0.02g/ml，搅拌均匀后加热到80℃，元素铁和锰的质量比为5:4；
（2）将分子筛浸入到步骤（1）的产物中，浸渍之后80℃烘干4小时得到固体，活性成分含量为催化剂载体的13wt%；
（3）将步骤（3）固体进行煅烧，煅烧阶段式升温250℃，2小时；350℃，2小时；500℃，4小时。
实施例7
（1）将1.6g九水硝酸铁和硝酸锰溶解在4%苹果酸中,比例为0.02g/ml，搅拌均匀后加热到80℃，元素铁和锰的质量比为5:4；
（2）将沸石浸入到步骤（1）的产物中，浸渍之后80℃烘干4小时得到固体，活性成分含量为催化剂载体的12wt%，沸石为Y型沸石，比表面积为700m2/g；
（3）将步骤（3）固体进行煅烧，煅烧阶段式升温250℃，2小时；350℃，2小时；500℃，4小时。
实施例8
（1）将氢氧化钠与硫代乙酰胺混合，混合质量比例为7:15，然后加水配成,40%的溶液，并冷却到5℃，将纤维素纤维加入溶液中，得到10g/L的分散液，1000r/min转速下处理10min，过滤得到预处理纤维素纤维；
（2）将步骤（1）的预处理纤维素纤维加入到混酸中，比例为2.6g/ml，所述混酸浓度为5%，所述混酸包含柠檬酸、乳酸、苹果酸，体积比为3：1:1.5，在反应釜中反应20min，反应温度为110℃，得到纤维素纤维分散液,比例为0.025g/ml；
（3）将活化助剂：氧化铋和氧化钒与1.18g九水硝酸铁和硝酸锰溶解在步骤2中的纤维素纤维分散液中，比例为0.02g/ml，搅拌均匀后加热至80℃；
（4）将活性炭浸入步骤（3）的液体中浸渍，浸渍后80℃烘干4小时得到固体，活性成分含量为活性炭1wt%；
（5）将步骤（4）得到固体进行煅烧，煅烧阶段式升温250℃，2小时；350℃，2小时；500℃，4小时；
所述活性助剂含量为所述催化剂载体质量的1wt%，氧化铋和氧化钒的质量比为1:1。
实施例9
（1）将氢氧化钠与硫代乙酰胺混合，混合质量比例为7:15，然后加水配成,40%的溶液，并冷却到5℃，将纤维素纤维加入溶液中，得到10g/L的分散液，1000r/min转速下处理10min，过滤得到预处理纤维素纤维；
（2）将步骤（1）的预处理纤维素纤维加入到混酸中，比例为2.6g/ml，所述混酸浓度为5%，所述混酸包含柠檬酸、乳酸、苹果酸，体积比为3：1:1.5，在反应釜中反应20min，反应温度为110℃，得到纤维素纤维分散液,比例为0.025g/ml；
（3）将活化助剂：氧化铋和氧化钒与1.30g九水硝酸铁和硝酸锰溶解在步骤2中的纤维素纤维分散液中，比例为0.02g/ml，搅拌均匀后加热至80℃；
（4）将活性氧化铝球浸入步骤（3）的液体中浸渍，浸渍后80℃烘干4小时得到固体，活性成分含量为活性炭5wt%；
（5）将步骤（4）得到固体进行煅烧，煅烧阶段式升温250℃，2小时；350℃，2小时；500℃，4小时；
所述活性助剂含量为所述催化剂载体质量的3wt%，氧化铋和氧化钒的质量比为1:1。
实施例10
（1）将氢氧化钠与硫代乙酰胺混合，混合质量比例为7:15，然后加水配成,40%的溶液，并冷却到5℃，将纤维素纤维加入溶液中，得到20g/L的分散液，1000r/min转速下处理10min，过滤得到预处理纤维素纤维；
（2）将步骤（1）的预处理纤维素纤维加入到混酸中，比例为2.6g/ml，所述混酸浓度为5%，所述混酸包含柠檬酸、乳酸、苹果酸，体积比为3：1:1.5，在反应釜中反应30min，反应温度为120℃，得到纤维素纤维分散液,比例为0.025g/ml；
（3）将活化助剂：氧化铋和氧化钒与1.46g九水硝酸铁和硝酸锰溶解在步骤2中的纤维素纤维分散液中，比例为0.02g/ml，搅拌均匀后加热至80℃；
（4）将沸石浸入步骤（3）的液体中浸渍，浸渍后80℃烘干4小时得到固体，活性成分含量为催化剂载体10wt%，沸石为Y型沸石，比表面积为300m2/g；
（5）将步骤（4）得到固体进行煅烧，煅烧阶段式升温250℃，2小时；350℃，2小时；500℃，4小时；
所述活性助剂含量为所述催化剂载体质量的5wt%，氧化铋和氧化钒的质量比为1:1。
实施例11
（1）将氢氧化钠与硫代乙酰胺混合，混合质量比例为7:15，然后加水配成,40%的溶液，并冷却到5℃，将纤维素纤维加入溶液中，得到20g/L的分散液，1000r/min转速下处理10min，过滤得到预处理纤维素纤维；
（2）将步骤（1）的预处理纤维素纤维加入到混酸中，比例为2.6g/ml，所述混酸浓度为5%，所述混酸包含柠檬酸、乳酸、苹果酸，体积比为3：1:1.5，在反应釜中反应30min，反应温度为120℃，得到纤维素纤维分散液,比例为0.025g/ml；
（3）将活化助剂：氧化铋和氧化钒与1.5g九水硝酸铁和硝酸锰溶解在步骤2中的纤维素纤维分散液中，比例为0.02g/ml，搅拌均匀后加热至80℃；
（4）将沸石浸入步骤（3）的液体中浸渍，浸渍后80℃烘干4小时得到固体，活性成分含量为催化剂载体15wt%，沸石为Y型沸石，比表面积为700m2/g；
（5）将步骤（4）得到固体进行煅烧，煅烧阶段式升温250℃，2小时；350℃，2小时；500℃，4小时；
所述活性助剂含量为所述催化剂载体质量的5wt%，氧化铋和氧化钒的质量比为1:1。
实施例12
（1）将氢氧化钠与硫代乙酰胺混合，混合质量比例为7:15，然后加水配成,40%的溶液，并冷却到5℃，将纤维素纤维加入溶液中，得到10g/L的分散液，1000r/min转速下处理10min，过滤得到预处理纤维素纤维；
（2）将步骤（1）的预处理纤维素纤维加入到混酸中，比例为2.6g/ml，所述混酸浓度为5%，所述混酸包含柠檬酸、乳酸、苹果酸，体积比为3：1:1.5，在反应釜中反应30min，反应温度为120℃，得到纤维素纤维分散液,比例为0.025g/ml；
（3）将活化助剂：氧化铋和氧化钒与1.5g九水硝酸铁和硝酸锰溶解在步骤2中的纤维素纤维分散液中，比例为0.02g/ml，搅拌均匀后加热至80℃；
（4）将氧化钛浸入步骤（3）的液体中浸渍，浸渍后80℃烘干4小时得到固体，活性成分含量为催化剂载体10wt%；
（5）将步骤（4）得到固体进行煅烧，煅烧阶段式升温250℃，2小时；350℃，2小时；500℃，4小时；
所述活性助剂含量为所述催化剂载体质量的3wt%，氧化铋和氧化钒的质量比为1:1。
实施例13
（1）将氢氧化钠与硫代乙酰胺混合，混合质量比例为7:15，然后加水配成,40%的溶液，并冷却到5℃，将纤维素纤维加入溶液中，得到10g/L的分散液，1000r/min转速下处理10min，过滤得到预处理纤维素纤维；
（2）将步骤（1）的预处理纤维素纤维加入到混酸中，比例为2.6g/ml，所述混酸浓度为5%，所述混酸包含柠檬酸、乳酸、苹果酸，体积比为3：1:1.5，在反应釜中反应30min，反应温度为120℃，得到纤维素纤维分散液,比例为0.025g/ml；
（3）将活化助剂：氧化铋和氧化钒与1.6g九水硝酸铁和硝酸锰溶解在步骤2中的纤维素纤维分散液中，比例为0.02g/ml，搅拌均匀后加热至80℃；
（4）将分子筛浸入步骤（3）的液体中浸渍，浸渍后80℃烘干4小时得到固体，活性成分含量为催化剂载体10wt%；
（5）将步骤（4）得到固体进行煅烧，煅烧阶段式升温250℃，2小时；350℃，2小时；500℃，4小时；
所述活性助剂含量为所述催化剂载体质量的3wt%，氧化铋和氧化钒的质量比为1:1。
将对比例和实施例1-13进行苯乙烯转化率评价，评价条件：
反应速率 ：r=KC1 mC2 n
r= 47000 x C 苯乙烯 1.33 x C臭氧 0.33，测试温度为室温
47000：为实验数据计算出来的反应常数；C 苯乙烯：指的是苯乙烯的浓度；1.33：苯乙烯的反应级数；C臭氧：臭氧的浓度；0.33：臭氧的反应级数。以上数据均由大量小试实验数据计算得出。
低温解释：普通市售催化剂，在使用催化剂除去废气中的苯乙烯时通常采用高温处理，因为高温处理能够提高催化剂活性，提高转化率，但是苯乙烯在氧及热作用下极易形成自由基, 进行聚合反应产生“玻璃化”现象, 堵塞吸附材料的孔道，毒化吸附剂及催化剂。目前市场上处理挥发性有机化合物（VOC）常用的处理工艺有蓄热式热力焚化炉（RTO）、蓄热式催化氧化炉（RCO）、沸石转轮吸附浓缩等；以上工艺均需高温处理，如RTO需要760℃以上运行，RCO催化剂需要250℃-400℃运行，沸石转轮吸附浓缩后脱附温度需要300℃左右；如此高温均会造成苯乙烯的聚合，导致催化剂中毒或者吸附剂失效。本发明的催化剂可以在低温环境下催化，低温指反应时温度低于100℃，市售并没有类似低温催化剂，市售高温催化剂205℃转化率是50％，245℃是98％，但是用在本发明的低温环境中转化率很低。说明本发明的催化剂在低温条件下效果很好，因此本发明的催化剂解决了苯乙烯催化过程中没有较为适宜的低温催化剂的问题。
从表1中可以看出，对比实验采用的是高温催化剂样品，此种催化剂在不加热的情况下，转化率非常低，因此本申请的低温催化剂显得尤为重要。随着催化剂的含量增加，苯乙烯的转化率是逐渐升高的。从实施例1可以看出，利用活性金属确实在低温环境下能有效提高苯乙烯的转化率。从实施例2-7可以看出，选用铁和锰在一定比例下比单一使用过渡金属，其苯乙烯的转化率有所提高，选用铁锰元素相互配合能提高转化率。从实施例8-13可以看出，加入活性助剂，并对活性助剂进行处理确实能进一步提高转化率。
表1苯乙烯转化率
对比实验 催化剂重量/g 0 2.3 2.6 3.3 3.9
苯乙烯转换率/% 0 12 15 16 16
实施例1 催化剂重量/g 0 2.3 2.6 3.3 3.9
苯乙烯转换率/% 0 15 21 42 58
实施例2 催化剂重量/g 0 2 2.5 3 4
苯乙烯转换率/% 0 22 30 49 66
实施例3 催化剂重量/g 0 2.1 2.6 3.2 3.7
苯乙烯转换率/% 0 23 29 48 65
实施例4 催化剂重量/g 0 2.3 2.7 3.3 3.9
苯乙烯转换率/% 0 25 31 51 68
实施例5 催化剂重量/g 0 2.5 2.8 3.5 4.2
苯乙烯转换率/% 0 24 30 50 66
实施例6 催化剂重量/g 0 2.3 2.6 3.2 4
苯乙烯转换率/% 0 25 31 53 67
实施例7 催化剂重量/g 0 2.4 2.5 3.1 4.2
苯乙烯转换率/% 0 27 32 51 68
实施例8 催化剂重量/g 0 2.4 2.6 3.5 4
苯乙烯转换率/% 0 30 35 56 70
实施例9 催化剂重量/g 0 2.1 2.6 3.3 3.9
苯乙烯转换率/% 0 32 36 57 71
实施例10 催化剂重量/g 0 2.2 2.6 3.4 3.9
苯乙烯转换率/% 0 35 40 62 73
实施例11 催化剂重量/g 0 2.4 2.5 3.3 4
苯乙烯转换率/% 0 36 42 65 75
实施例12 催化剂重量/g 0 2.3 2.7 3.3 3.8
苯乙烯转换率/% 0 35 39 60 74
实施例13 催化剂重量/g 0 2.2 2.7 3.4 3.7
苯乙烯转换率/% 0 33 37 58 72
本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述，当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种催化剂在苯乙烯废气治理中的应用，所述催化剂包括催化剂载体和活性成分，所述催化剂载体选自活性炭、活性氧化铝球、沸石、氧化钛或分子筛中的一种，所述活性成分由金属元素铁和金属元素锰组成，其中金属元素铁和锰的质量比为5:（2-5），所述活性成分含量为所述催化剂载体的1-15wt%，
所述催化剂还包括活性助剂，所述活性助剂由氧化铋和氧化钒组成，含量为所述催化剂载体的1-5wt%，所述氧化铋和氧化钒的质量比为1:1，
所述催化剂的制备方法，其特征在于包含如下步骤：
（1）将氢氧化钠与硫代乙酰胺混合，混合质量比例为7:15，然后加水配成40%的溶液，并冷却到5℃，将纤维素纤维加入溶液中，得到10-20g/L的分散液，1000r/min转速下处理10min，过滤得到预处理纤维素纤维；
（2）将步骤（1）的预处理纤维素纤维加入到混酸中，比例为2.6g/ml，所述混酸浓度为5%，所述混酸包含柠檬酸、乳酸和苹果酸，体积比为3：1:1.5，在反应釜中反应20-30min，反应温度为110-120℃，得到纤维素纤维分散液,比例为0.025g/ml；
（3）将活化助剂：氧化铋和氧化钒与金属盐溶解在步骤2中的纤维素纤维分散液中，搅拌均匀后加热至80℃；
（4）将催化剂载体浸入步骤（3）的液体中浸渍，浸渍后80℃烘干4小时得到固体；
（5）将步骤（4）得到固体进行煅烧，煅烧阶段式升温250℃，2小时；350℃，2小时；500℃，4小时。
2.根据权利要求1所述的一种催化剂在苯乙烯废气治理中的应用，其特征在于，所述沸石的比表面积为300-700m2/g。
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CN116492841B (zh) * 2023-05-05 2023-11-28 山东格瑞德环保科技有限公司 一种新型苯乙烯废气治理工艺及其装置

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DK112519B (da) * 1957-07-10 1968-12-23 Hoechst Ag Fremgangsmåde til fremstilling af aldehyder og ketoner ved oxidation af olefiner.
CN1100606C (zh) * 1998-11-11 2003-02-05 中国科学院大连化学物理研究所 一种活性中心高隔离过渡金属选择氧化催化剂
CN101306986B (zh) * 2008-07-11 2011-08-24 湖南大学 一种由苯乙烯催化氧化制备苯甲醛的方法
CN101507928A (zh) * 2009-03-23 2009-08-19 华南理工大学 一种铁锰复合氧化物催化剂及其制备方法和应用
CN104190433A (zh) * 2014-08-15 2014-12-10 浙江省环境保护科学设计研究院 一种用于挥发性有机废气处理的催化臭氧氧化催化剂及其制备方法和应用
CN107096526B (zh) * 2016-02-22 2022-01-11 江苏中科睿赛污染控制工程有限公司 一种催化氧化VOCs的复合催化剂、制备方法和用途
CN108479760B (zh) * 2018-01-12 2020-11-17 中国人民武装警察部队学院 一种臭氧氧化苯乙烯催化剂及其制备方法与应用

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