Nanocomposite catalysts for combustion of volatile organic compounds obtained on the basis of CeO2 and Mn3O4.

Lotne związki organiczne (LZO) stanowią szczególne zagrożenie dla jakości powietrza atmosferycznego i zdrowia człowieka. Istnieje wiele metod wykorzystywanych do obniżenia emisji LZO, spośród których najczęściej stosowaną jest katalityczne utlenianie. Powszechnie stosowane katalizatory są wciąż ulepszane, a ich rozwój opiera się na nanomateriałach. Katalizatory na bazie Mn i Ce cechuje niska toksyczność, konkurencyjność cenowa oraz duża aktywność w reakcjach całkowitego utleniania LZO. W ramach pracy magisterskiej przygotowano 2 serie nanostrukturalnych katalizatorów: CeO2 domieszkowany manganem i Mn3O4 domieszkowany cerem. Syntezy przeprowadzono w środowisku odwróconej mikroemulsji (w/o). Optymalne warunki kalcynacji prekursorów katalizatorów określono na podstawie badań metodami analizy termicznej (TGA/DTG/SDTA). Morfologię nanoproszków oraz ich strukturę krystaliczną scharakteryzowano na podstawie wyników badań niskotemperaturowej sorpcji azotu (N2-BET) oraz badań dyfrakcyjnych (XRD). Aktywność katalityczna otrzymanych katalizatorów zbadano w testowej reakcji utleniania metanolu. Wykazano wysoką aktywność nanostrukturalnych katalizatorów w procesie utleniania LZO, a najaktywniejszym układem był katalizator o składzie 25%Mn/CeO2.

Volatile organic compounds (VOCs) are a particular threat to air quality and human health. There are many methods used to reduce VOC emissions, among which the most popular is the catalytic oxidation. Commonly used catalysts are still under development, and their improvement is based on nanotechnology. Catalysts based on Mn and Ce is characterized by low toxicity, price competitiveness and high activity in reactions of complete oxidation of VOCs. During the work two series of nanostructured catalysts were synthesized: CeO2 doped with manganese and Mn3O4 doped with cerium. The materials were prepared by reverse microemulsion method (w/o). Optimal calcination conditions of the precursors were determined by thermal analysis methods (TGA/DTG/SDTA). Morphology of nanopowders and their crystalline structure were characterized by low temperature nitrogen sorption method (N2-BET) and by diffraction studies (XRD). Catalytic activity of the obtained materials were examined in test oxidation of methanol. It was shown high activity of nanostructured catalysts in the oxidation of VOCs. The most active catalyst was 25%Mn/CeO2.