HPMo_(12-n)V_(n)/TiO_(2)的制备及催化氧化甲苯机理OA

甲苯主要来源于化工、油漆、印刷等行业,是挥发性有机化合物治理的重点。采用钒V同晶取代改性磷钼酸(HPMo_(12))中的Mo,制备了HPMo_(12-n)V_(n)/TiO_(2)催化剂,考察了其催化氧化甲苯的性能,结果表明,V同晶取代显著提升了HPMo_(12)/TiO_(2)催化氧化甲苯的效率,HPMo_(8)V_(4)/TiO_(2)的活性和CO_(2)选择性最好,300℃时甲苯去除率为85%,350~400℃时可达100%。V同晶取代促进了Mo^(6+)/Mo^(5+)和V^(5+)/V^(4+)氧化还原电对的形成,增加了化学吸附氧的含量,进而增强了对反应物的吸附与活化能力。利用密度泛函理论分析了甲苯在HPMo_(8)V_(4)/TiO_(2)表面的催化氧化路径,结果表明:甲苯在HPMo_(8)V_(4)/TiO_(2)表面氧化为苯甲醛、苯酚及C_(5)H_(4)^(*)等关键步骤均为放热反应,在HPMo_(8)V_(4)团簇上放热8.484 eV,放热有利于甲苯催化氧化反应的进行;苯酚断环生成C5H5*是影响甲苯催化氧化反应的关键步骤。