臭氧协同Fe/SSZ-13分子筛催化氧化低浓度甲烷的性能研究

当前低浓度甲烷催化氧化存在起燃温度高、贵金属用量大等问题，为探索低成本、清洁高效的甲烷去除技术，基于臭氧的强氧化性和Fe/SSZ-13分子筛优异的吸附性，探究了在臭氧(O₃)气氛下Fe负载量、n(CH₄)∶n(O₃)以及空速对甲烷催化氧化性能的影响。研究结果表明，在Fe负载量为1%,n(CH₄)∶n(O₃)为1∶6,温度为200℃的条件下，甲烷的转化率可达80.8%。通过BET,XRD,NH₃-TPD,H₂-TPR,UV-Vis以及XPS表征手段，证明了适量的Fe负载可以提高催化剂比表面积，促进更多酸性位点的形成，调节催化剂表面铁元素的价态分布和种类，从而促进甲烷催化臭氧化反应。基于原位红外试验发现O₃可以活化活性位点，进而促进甲烷吸附和催化氧化反应。