校企合作毕业设计

新型VOCs吸附剂和低温VOCs催化剂的研究

“优秀设计”三等奖

资助企业: 巴斯夫催化剂(上海)有限公司

资助年份: 2026

企业导师: 陈晨

指导教师: 管斌

项目成员: 万显轲、孟祥鲲、林思妙、黄石

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项目简介

项目概述

本设计聚焦典型VOCs高效净化,同步开发新型吸附剂与低温高效催化剂。针对催化剂,通过活性组分筛选、载体改性及工艺优化,制备低温高活高稳、无副产物材料;针对吸附剂,借助多孔结构调控、表面改性与功能化设计,制备高吸附量、低二次释放材料。结合性能测试、理化表征及仿真模拟,阐明催化剂活性位点、吸附剂结构性质对净化性能的影响规律,探究湿度、温度、浓度等环境因素作用机制,为提升空气质量、保障健康提供理论与技术支撑。


项目目标

优选出适用于室内/车内环境的低温VOCs催化氧化催化剂和新型VOCs吸附剂,阐明活性组分/多孔材料选择、制备工艺优化、理化特性调控等对VOCs净化性能的影响规律,考察不同环境条件(如湿度、VOCs浓度、温度)对催化性能和吸附性能的影响规律,探究VOCs催化氧化反应机理和VOCs吸附机理,并初步建立相应的反应模型和吸附模型,形成适用于室内、车内空气净化的VOCs高效净化技术方案。


项目成果

(1)通过草酸-高温蒸汽-0.3M柠檬酸改性USY沸石,实现甲苯吸附容量达到207.87 mg·g-1,在30%湿度条件下容量保持率约为93.0%,性能良好。并进一步探究甲苯/乙酸丁酯混合体系发现其在多组分VOCs条件下表现出一定的组分选择性。

(2)分别制备了Pd/MnOx催化剂、Pt/Ce-Mn固溶体催化剂与Pd-Pt/Ce-Mn-Cu/SSZ-13复合催化剂三种不同催化剂,其中Pd-Pt/Ce-Mn-Cu/SSZ-13复合催化剂低温性能最好,T90低至186.4℃,且具有良好稳定性。

(3)构建了完整可靠的吸附仿真模型与多尺度催化仿真模型。


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