Page 131 - 《精细化工》2022年第6期

第 39 卷第 6 期 精 细 化 工 Vol.39, No.6
2022 年 6 月 FINE CHEMICALS June 2022

催化与分离提纯技术
Mn-Co 尖晶石催化氧化乙酸乙酯

侯祎苗 1,2 ，刘 郡 1,2 ，任爱玲 1,2 ，赵文霞 1,2 ，王 欣 1,2 ，张 硕 1,2*

（1. 河北科技大学 环境科学与工程学院，河北 石家庄 050018；2. 挥发性有机物与恶臭污染防治技术
国家地方联合工程研究中心 河北 石家庄 050018）

摘要：以 Mn(NO 3 ) 2 、Co(NO 3 ) 2 •6H 2 O、KMnO 4 和 Na 2 CO 3 为原料，采用共沉淀法制备了 Mn/Co 不同物质的量比
的 Mn-Co 尖晶石催化剂，利用 XRD、BET、TEM、XPS、H 2 -TPR、O 2 -TPD 对其进行了表征，并评价了其催化
氧化乙酸乙酯的性能。结果表明，Mn/Co 物质的量比的变化可影响尖晶石活性位的数量，当 n(Mn)∶n(Co)= 1∶
1 时，制得的 Mn 1 Co 1 O x （2≤x≤3）具有最多的活性位数量，催化活性最佳〔乙酸乙酯转化率为 50%时的温度（T 50 ）
为 151 ℃、乙酸乙酯转化率为 90%时的温度（T 90 ）为 164 ℃，表观活化能（E a ）为 120.2 kJ/mol〕，这与尖晶石催
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化剂表面的氧空位（OV）含量、Mn 及 Co 浓度直接相关。催化剂表面 OV 与金属阳离子电子交换
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（Co +Mn ↔Mn +Co ）的协同作用构筑了高效的 OV-Mn -O -Co 活性位。
关键词：活性位；Mn-Co 尖晶石；氧空位；乙酸乙酯；催化氧化；催化技术
中图分类号：TQ426 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2022) 06-1197-08
Mn-Co spinel catalyzing oxidation of ethyl acetate
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HOU Yimiao , LIU Jun , REN Ailing , ZHAO Wenxia , WANG Xin , ZHANG Shuo 1,2*
（1. College of Environmental Science and Engineering, Hebei University of Science and Technology, Shijiazhuang 050018,
Hebei, China; 2. National Local Joint Engineering Research Center of Volatile Organic Compounds & Odorous Pollution
Control Technology, Shijiazhuang 050018, Hebei, China）
Abstract: Mn-Co spinel catalysts with different Mn/Co molar ratios were prepared by coprecipitation
method using Mn(NO 3) 2, Co(NO 3) 2•6H 2O, KMnO 4 and Na 2CO 3 as raw materials and characterized by XRD,
BET, TEM, XPS, H 2-TPR and O 2-TPD. The catalytic oxidation of ethyl acetate by the catalysts was
evaluated. The results showed that the change of Mn/Co molar ratio could change the active sites of spinel
catalysts. When Mn/Co molar ratio was 1∶1, the prepared Mn 1Co 1O x (2≤x≤3) had the most active sites

and exhibited the best catalytic activity [Temperatures at 50% and 90% conversion of ethyl acetate (T 50 and
T 90) were 151 and 164 ℃, respectively. And the activation energy (E a) was 120.2 kJ/mol], which was
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directly related to the oxygen vacancy (OV) content, Mn and Co concentration on the surface of
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catalysts. The synergistic effects of OV and metal cation electron exchange (Co +Mn ↔Mn +Co ) on
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the catalyst surface constructed OV-Mn -O -Co efficient active sites.
Key words: active sites; Mn-Co spinel; oxygen vacancy; ethyl acetate; catalytic oxidation; catalysis
technology
近年来，中国挥发性有机物（VOCs）的排放对 是一类重要的 VOCs，也是京津冀区域臭氧污染的
环境及人体健康的危害日趋严重，为此，十三届全 重要前体物 [1-2] ，所以研究 OVOCs 的末端控制技术
国人大四次会议提出“十四五期间 VOCs 排放总量 和材料尤为重要。
下降 10%”的要求。含氧挥发性有机物（OVOCs） 目前，工业上 OVOCs 的末端去除方法主要有

收稿日期：2021-11-12; 定用日期：2022-03-11; DOI: 10.13550/j.jxhg.20211151
基金项目：国家自然科学基金（51804096）；河北省高等学校科学技术研究项目（QN2021065）
作者简介：侯祎苗（1997—），女，硕士生，E-mail：hym13323240854@163.com。联系人：张 硕（1986—），女，讲师，E-mail：
zhangsure23@163.com。