本書共9 章，在概述了大氣污染及控制現狀、VOCs 及其治理技術的基礎上，對影響VOCs 催化氧化技術效果的催化劑的性能研究、實驗測試與表征進行了簡要介紹，隨后詳細介紹了作者對各類金屬氧化物催化劑的研究，包括MnO2 基催化劑催化氧化甲苯性能、CeO2 基催化劑催化氧化VOCs性能、鈷基催化劑催化氧化甲苯性能、鉀錳礦催化劑催化氧化甲苯性能、Pt 基催化劑催化氧化氯苯性能；最后對全書做了總結并展望了催化劑的研究趨勢。本書具有較強的技術應用性和針對性，可供從事大氣污染物控制、催化劑研制的科研人員、工程技術人員和管理人員參考，也可供高等學校環境科學與工程、化學工程及相關專業師生參閱。
1.參考性強，作者研發的改性催化劑催化性能顯著高于已有的商用催化劑，對于指導工業催化劑具有很強的參考價值。 2. 實用價值高，作者研發的催化劑在達到同等凈化效率的條件下有更好的穩定性能和再生性能，相關成果已在國際期刊上發表論文多篇，受到專業領域認可。 3. 內容系統完整，本書聚焦催化劑的制備、性能與應用，研究具有較好的系統性和先進性。
揮發性有機化合物（VOCs）是生成細顆粒物PM2.5 和臭氧的前驅體物質，又可與氮氧化物反應導致光化學煙霧污染，其自身的毒性還會嚴重威脅人類健康和破壞生態環境，因此高效降解VOCs 十分必要。VOCs 治理技術中，催化氧化法具備運行成本低、操作簡單、二次污染可能性低、產物危害小等優點，有望成為未來市場去除VOCs 的主流技術，而催化劑的研發是該技術的核心。本書依次從制備條件、合成方法以及摻雜方面介紹了對催化劑進行改性從而制得高效和穩定的催化氧化VOCs 催化劑。
對于催化氧化VOCs 催化劑，其微觀結構、化學價態、氧化性能以及表面酸性是決定催化性能和使用壽命的關鍵性因素，但對其催化作用機制尚沒有統一定論。因此，明確催化劑催化氧化VOCs 反應機制，可針對性地改善催化劑催化降解VOCs 性能，從宏觀上為調控催化氧化VOCs 提供堅實的理論基礎和指導。
本書以催化劑催化氧化VOCs 技術為主線，全面總結了筆者所承擔的國家自然科學基金（21872096；U1904174）、河南省自然科學青年基金項目（202300410034）、河南省重大科技攻關項目（202102310341；212102310518；222102320053；202102310280；212102310068；212102310501；202102310287）、河南省平頂山重大科技攻關項目專項（2021ZD03）、河南省高等學校重點科研項目（22A610007；20A610003）、河南城建學院骨干教師項目（YCJQNGGJS201903）、河南城建學院技術帶頭人項目（YCJXSJSDTR202204）和河南城建學院博士啟動基金（990/Q2017011）的成果，并結合多年的教學經驗及國內外相關領域的發展編著而成。
本書的編著得到了河南城建學院、沈陽化工大學、河南中材環保有限公司、河南神馬氫化學有限責任公司的大力支持與幫助，是集體勞動的結晶。在課題的研究過程中，筆者和合作者共申請發明專利10 項，在國內外知名期刊上發表高水平論文25 篇。在此對所有參與了課題研究與本書撰寫工作的人員表示感謝。
本書由宋忠賢、張學軍、毛艷麗、劉威等編著，具體編著分工具體如下：第1 章由宋忠賢、張學軍、劉澤鵬、李瀚文編著；第2 章由宋忠賢、劉威、朱新鋒、毛艷麗、康海彥、閆曉樂、朱雯雯、翟大林、宋以卓、張瀚月、張煥、李珂、李蕊編著；第3 章由宋忠賢、毛艷麗、谷得明、延旭、劉澤鵬、梅予圻、師夢瑤、王靜雨編著；第4 章由張學軍、劉威、鄧煒、侯廣超、申泰炫、李桂亭、宋忠賢、吳英含、張卓夫、趙敏、趙恒、馬子昂編著；第5 章由張學軍、劉威、宋忠賢、常偉華、郭一飛、朱新鋒、延旭、劉盼、扶詠梅、顧效綱、龐丹丹編著；第6 章由張學軍、毛艷麗、劉威、張金輝、宋忠賢、張霞、魏遠航、莫杜娟、趙井岡編著；第7 章由劉威、毛艷麗、張金輝、宋忠賢、扶詠梅、劉盼、顧效綱、蔣利賓、侯廣超、申泰炫、閆曉樂編著；第8 章由張學軍、宋忠賢、劉威、劉澤鵬、張金輝、朱新鋒、康海彥、李潔冰、張霞、谷得明、常偉華編著；第9 章由張學軍、毛艷麗、朱新鋒、劉威、宋忠賢、張金輝編著。全書最后由張學軍、宋忠賢和毛艷麗統稿，朱新鋒、張金輝、劉澤鵬、李海洋、宋忠賢、劉威等校核。在此，筆者向所有對本書出版給予關心和支持的前輩、領導、同事和朋友表示衷心的感謝。
限于編著者水平和編著時間，書中難免存在疏漏和不妥之處，敬請讀者批評指正。
編著者
2022年3月
宋忠賢，河南城建學院環境工程系主任、講師，研究方向為環境催化，即NOx和VOCs去除技術，主要對催化氧化VOCs做了系統的研究，致力于催化劑的微觀結構的調控，設計與構筑催化劑的多活性位點，研發多功能催化劑并用于開展協同去除甲苯和氯苯性能研究工作，參與了自然科學基金面上項目（雙殼層Pt納米催化劑可控構筑及其催化氧化去除甲苯和氯苯性能，基金編號：21872096），主持河南省高校科研項目（Pt基低溫催化氧化甲苯和氯苯性能及其反應機理研究，基金編號：20A610003），主持河南省社會科學界聯合會調研項目：平頂山市典型有機污染物控制技術研究，項目編號：SKL-2019-3515和河南省自然科學青年基金項目（202300410034）及河南省重點研發與推廣專項（科技攻關）項目（202102310341）等，發表高水平SCI論文15篇。
第1章 概述 001
1.1 大氣污染及控制現狀 001
1.2 揮發性有機物（VOCs） 002
1.2.1 揮發性有機物（VOCs）的概念 002
1.2.2 揮發性有機物（VOCs）的來源 002
1.2.3 揮發性有機物（VOCs）的危害 003
1.3 揮發性有機物（VOCs）治理技術 003
1.3.1 回收技術 004
1.3.2 銷毀技術 006
1.3.3 協同控制技術 009
1.4 揮發性有機物（VOCs）排放標準及相關政策 010
參考文獻 011
第2章 催化氧化VOCs 催化劑性能研究 013
2.1 貴金屬催化劑催化氧化VOCs 研究 013
2.2 金屬氧化物催化劑催化氧化VOCs 研究 014
2.3 分子篩催化劑催化氧化VOCs 研究 018
2.4 鈣鈦礦催化劑催化氧化VOCs 研究 019
參考文獻 020
第3章 催化氧化VOCs 催化劑實驗測試與表征 024
3.1 催化劑制備 024
3.2 測試條件 025
3.3 表征測試 026
3.3.1 X 射線衍射（XRD） 026
3.3.2 可見拉曼光譜分析（Raman） 027
3.3.3 掃描電子顯微鏡（SEM） 028
3.3.4 比表面積測定（BET） 028
3.3.5 X 光電子能譜（XPS） 029
3.3.6 氫氣程序升溫還原（H2-TPR） 029
3.3.7 氧氣程序升溫脫附（O2-TPD） 030
第4章 MnO2 基催化劑催化氧化甲苯性能研究 031
4.1 MnOx 催化劑微觀結構和表面物種的調控 031
4.1.1 MnOx 催化劑催化氧化甲苯研究簡介 031
4.1.2 催化劑的微觀結構、表面物種及化學價態對催化劑性能的影響 031
4.1.3 小結 041
4.2 水熱溫度對MnOx 催化劑微觀結構和表面物種的調控 041
4.2.1 水熱溫度對MnOx 催化劑影響研究簡介 041
4.2.2 催化劑的微觀結構、氧化性能及其理化性質對其催化性能的影響 042
4.2.3 小結 048
4.3 模板劑對MnOx 催化劑微觀結構的調控 049
4.3.1 模板法制備MnOx 催化劑研究現狀 049
4.3.2 催化劑的微觀結構、表面物種及化學價態對催化劑性能的影響 049
4.3.3 小結 054
參考文獻 054
第5章 CeO2 基催化劑催化氧化VOCs 性能 057
5.1 過渡金屬改性CeO2 的制備及其催化氧化甲苯性能研究 057
5.1.1 過渡金屬改性CeO2 催化劑研究現狀 057
5.1.2 催化劑的微觀結構、表面物種及化學價態對催化劑性能的影響 057
5.1.3 小結 068
5.2 合成路徑對Ce-Mn-Ox 催化劑催化氧化甲苯性能影響研究 068
5.2.1 合成路徑改性Ce-Mn-Ox 催化劑研究現狀 068
5.2.2 催化劑的微觀結構、表面物種及化學價態對催化劑性能的影響 069
5.2.3 小結 081
5.3 水熱條件對Ce-Mn-Ox 催化劑催化氧化甲苯性能影響研究 082
5.3.1 水熱條件改性Ce-Mn-Ox 催化劑研究現狀 082
5.3.2 催化劑的微觀結構、氧化性能及其理化性質對其催化性能的影響 082
5.3.3 小結 095
5.4 硅鎢酸改性CeO2 催化劑催化氧化氯苯的研究 095
5.4.1 硅鎢酸改性CeO2 催化劑研究現狀 095
5.4.2 催化劑的微觀結構、氧化性能及其理化性質對其催化性能的影響 096
5.4.3 小結 115
5.5 不同鈰源對CeO2-MnOx 催化劑氧化還原能力和氧空位的影響及其催化氧化甲苯性能研究 116
5.5.1 不同鈰源改性Ce-Mn-Ox 催化劑研究現狀 116
5.5.2 催化劑的微觀結構、氧化性能及其理化性質對其催化性能的影響 116
5.5.3 小結 124
參考文獻 124
第6章 鈷基催化劑催化氧化甲苯性能 135
6.1 不同金屬氧化物改性鈷基催化劑的制備及其催化燃燒甲苯性能研究 135
6.1.1 不同金屬氧化物改性鈷基催化劑研究現狀 135
6.1.2 催化劑的微觀結構、氧化性能及其理化性質對其催化性能的影響 136
6.1.3 討論與分析 145
6.1.4 小結 147
6.2 LaOx 含量及協同效應對LaOx-Co3O4 在甲苯高效純化中的相互作用與影響 148
6.2.1 La-Co-Ox 催化劑研究現狀 148
6.2.2 催化劑的微觀結構、氧化性能及其理化性質對其催化性能的影響 148
6.2.3 討論 162
6.2.4 小結 164
6.3 合成方法對Co-La 催化劑去除甲苯的物化性能和氧化還原能力的影響 164
6.3.1 合成方法改性La-Co-Ox 催化劑研究現狀 164
6.3.2 催化劑的微觀結構、表面物種及化學價態對催化劑性能的影響 165
6.3.3 小結 182
參考文獻 183
第7章 鉀錳礦催化劑催化氧化甲苯性能 189
7.1 鉀錳礦對甲苯催化氧化過程中MnOx 表面吸附氧和Mn 化學價態的作用 189
7.1.1 MnOx 催化劑研究現狀 189
7.1.2 催化劑的微觀結構、表面物種及化學價態對催化劑性能影響 189
7.1.3 小結 200
7.2 水熱溫度對MnOx 催化劑中錳化學價態和氧化還原能力的影響及其催化氧化甲苯性能的研究 201
7.2.1 水熱溫度改性MnOx 催化劑研究現狀 201
7.2.2 催化劑的微觀結構、表面物種及化學價態對催化劑性能的影響 201
7.2.3 小結 211
參考文獻 211
第8章 Pt 基催化劑催化氧化氯苯性能研究 213
8.1 Pt 基催化劑研究現狀 213
8.2 催化劑的微觀結構、氧化性能及其理化性質對其催化性能的影響 214
8.2.1 X 射線衍射分析（XRD） 214
8.2.2 低溫N2物理吸脫附分析 214
8.2.3 X 射線光電子能譜（XPS） 216
8.2.4 氫氣程序升溫還原（H2-TPR） 220
8.2.5 氧氣程序升溫脫附（O2-TPD） 221
8.2.6 Raman 光譜分析 222
8.2.7 催化活性分析 223
8.2.8 催化氧化氯苯副產物分析 225
8.2.9 氯苯催化氧化Insitu-DRIFT 分析 225
8.3 小結 227
參考文獻 228
第9章 結論與展望 230
9.1 結論 230
9.1.1 本書結論 230
9.1.2 優勢分析 233
9.2 趨勢分析 234
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