中文摘要：

开展氯代芳烃污染物与氮氧化物的协同热催化降解研究，探索在降解氯代芳烃污染物的同时也能够有效地消除氮氧化物污染物的方法，将具有重要的现实环境意义。本项目将构筑一系列铈基金属氧化物纳米催化材料，考察合成条件对制备铈基金属氧化物纳米材料的形貌、结构和组成的影响，以低氯代苯作为模型化合物，以氮氧化物中的NO作为目标物，在还原气氛下进行协同催化降解研究，研究铈基纳米催化材料对低氯代苯和NO的协同催化降解效果，考察催化剂的构效关系，研究低氯代苯和NO的协同催化降解过程，揭示协同降解机制，挖掘出氯代芳烃和氮氧化物在铈基材料上降解的共性特征和基本规律，为持久性有机污染物和氮氧化物协同高效降解剂的设计提供科学依据。

结论摘要：

实际热工业过程中，不仅排放二恶英等氯代芳烃持久性有机污染物，而且也协同排放NOX，因此，开展它们的协同降解研究将具有重要的意义。本项目首先利用设计的双阶段沉淀法成功合成了一系列Ce0.2TiAlαOx材料，利用在线脉冲反应器在NH3存在的选择性还原气氛下考察了其对1,2,4-三氯苯模型化合物（1,2,4-TrCBz）和NO的协同处置活性，发现材料制备过程中沉淀剂尿素和氨水分阶段的先后加入对材料形貌、结构和组成起着重要的作用，在300°C下1,2,4-TrCBz降解效率达到81%-87%，NO的转化效率达到61%-89%，并发现NO的存在对1,2,4-TrCBz的催化降解具有促进作用。利用GC/MS和离子色谱检测到了低氯代苯、甲酸降解中间产物的存在。结合材料表面所具有的O2-, O-等活性氧物种，铈氧化物的储氧释氧功能，利用Mars–van Krevelen机理推测了NO存在下1,2,4-TrCBz 在Ce0.2TiAlαOx上的氧化降解机理， NO 在Ce0.2TiAlαOx的催化下氧化为具有高氧化性的NO2，从而促进对1,2,4-TrCBz的氧化。另外，利用乙二醇介导法还合成了对氮氧化物降解具有重要作用的钴铈复合氧化物花朵状微纳米结构材料，在脉冲微型反应-气相色谱联用装置上评价了其对1,2,4-TrCBz模型化合物的反应活性，探究到尿素和四丁基溴化铵的同时使用在材料制备过程中占据重要作用，在400°C很短的反应时间下1,2,4-TrCBz的降解效率可达到96%，表明所合成的材料对氯代芳烃污染物也具有很高的反应活性，这既与材料所具备的较高比表面积和总孔体积的形貌结构特征有关，也与材料中钴氧化物与铈氧化物之间的协同催化作用有着密切的关系，利用脉冲催化理论，发现1,2,4-TrCBz在钴铈复合氧化花朵状微纳米结构材料上的降解反应基本符合一级反应模式，求得1,2,4-TrCBz的表观反应活化能为27 kJ/mol。本课题目前发表 SCI 论文5篇，国内核心期刊论文3篇，国家发明专利申请并授权2项，其中1项还申请了国际PCT并通过审核。