过程工程学报 ›› 2025, Vol. 25 ›› Issue (9): 953-962.DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.225003
金帅丽1,2,3, 王建成1,2*, 刘霄龙3*, 朱廷钰3*
Shuaili JIN1,2,3, Jiancheng WANG1,2*, Xiaolong LIU3*, Tingyu ZHU3*
摘要: 在“双碳”战略背景下,乙醇胺(MEA)由于其优异的CO2捕集性能,在气体脱碳领域得到广泛应用。然而,MEA在储存和使用过程中不可避免地会发生逃逸现象,即从液相中溢出到气相,进而对生态环境及人体健康构成潜在危害。为降低MEA使用过程中对外界造成的不利影响,实现其绿色资源化降解。本研究以锐钛矿型TiO2、P25型TiO2及金红石型TiO2为载体,通过浸渍法制备出三种晶型的Ag/Ti催化剂(Ag/TiO2-A, Ag/TiO2-P, Ag/TiO2-R),并将其应用于MEA的催化降解及协同产氨研究。研究发现,以金红石型TiO?为载体制备的Ag/TiO2-R催化剂,其MEA去除率与NH3产率均显著高于另外两种晶型的催化剂。通过X射线电子能谱(XPS)、氧气程序升温脱附(O2-TPD)及氢气程序升温还原(H2-TPR)等表征分析得出,金红石型TiO2载体不仅能促进Ag/TiO2-R催化剂对氧的活化,从而提升降解效率;还能使负载的Ag在催化剂上以氧化态的形式存在。这是因为Ag/TiO2-R催化剂上存在更多的晶格缺陷,这些晶格缺陷增强了催化剂对Ag的锚定作用,使负载的Ag趋近于氧化态;而氧化银的存在可有效促进MEA降解过程中C-N键的断裂,提升NH3的产率。因此,采用金红石型TiO2负载的Ag/TiO2-R催化剂催化降解效果最好,在270℃可实现MEA的完全降解,当反应温度达到300℃时,产物NH3和CO2的产率分别达到80%与97%。