核壳结构块体的构筑及催化氯苯燃烧性能

摘要

基于同轴3D打印策略，构筑了以HZSM-5分子筛（Z5）为外壳活性位点，铈锰负载HZSM-5（CM/Z5）,Silicalite-1或ZrO₂为内核活性位点的核壳结构块体催化剂.探究了载体种类对块体催化氯苯燃烧性能的影响机理，解析了核壳结构在氯苯燃烧过程中的作用机制.与HZSM-5和Silicalite-1载体相比，ZrO₂载体更有利于氧空位形成，但HZSM-5载体的Br?nsted酸位与铈锰组分的氧空位协同作用大幅提高了氯苯转化率和HCl选择性.HZSM-5外壳作为脱氯中心，限制了氯组分在铈锰氧化物表面的沉积，减缓了催化剂氯中毒，提高了催化剂的稳定性.以HZSM-5为内核载体构筑的CM/Z5@Z5块体因壳层脱氯、内核中酸性位与氧空位协同脱氯-深度氧化的串级催化过程，呈现出良好的催化活性、稳定性及HCl和CO₂选择性，其催化氯苯转化的T₅₀（转化率达50%时的反应温度）和T₉₀（转化率达90%时的反应温度）分别低至206和294℃.

关键词

同轴3D打印 / HZSM-5分子筛 / 铈锰氧化物 / 催化氯苯燃烧 / 核壳块体催化剂

基金资助

国家自然科学基金（批准号：22008012,22008055）; 吉林省教育厅科学研究项目（批准号：JJKH20231127KH）; 吉林大学实验技术项目（批准号：SYXM2024a002）资助