层状复合金属氢氧化物（LDHs）型HCN水解催化剂制备及催化性能

HCN is a toxic and hazardous gaseous pollutant and generated in multitudinous sources. HCN can be efficiently and harmlessly decompose by catalytically hydrolysis with achievement of aim to control the emissions, and does not influence the follow-up resource utilization of the HCN-containing waste gas. So catalytically hydrolysis was considered as one of the most safety and effective purification method. But in the past, hydrolysis catalysts with high catalytic activity, selective adsorption ability for HCN , water, hydrothermal stability, resistance to oxygen sulfur toxicity, easily renewable were usually unavailable. This study aim at taking advantage of a layered composite metal oxide (LDHs) and its calcined product (LDOs) with appropriate surface and pore structure, high anion exchange capacity, high-alkali catalytic activity, high hydrothermal stability, variable structure and composition, the structure "memory effect". Therefore this study proposes to prepare the LDH-type hydrolysis catalyst for HCN by using various catalytically active components as the raw materials with the methods such as isomorphous replacement and anion exchanging. The study will focus on the following issues. (1) controllable method and rule for preparation of LDH-type catalysts for hydrolysis of HCN;(2) the catalytic properties and mechanism of LDH-type catalysts; (3) stabilities and resistance to toxicity and their strengthening methods. The research results can provide theoretical and technical support for the control of the HCN air pollution, reducing the risk of human health and to create conditions for HCN-containing exhaust and industrial gas resource utilization.

HCN是来源广泛的毒有害气态污染物。催化水解可高效、无害化转化HCN，达到控制废气中HCN污染目的，且不对废气后续资源化利用造成影响，是HCN最安全有效的净化途径之一，但以往缺乏高催化活性、HCN选择吸附性、水热稳定性、耐氧硫中毒性、易再生的专用HCN水解催化剂。本研究利用层状复合金属氧化物（LDHs）及其焙烧产物（LDOs）具有适宜表面和孔结构、高阴离子交换容量、高碱催化活性、高水热稳定性、结构与组成可调控性、结构"记忆效应"等特性，提出将不同催化活性组分作为制备原料，通过同晶置换、阴离子交换、浸渍与吸附等作用形成多元LDH型HCN水解催化剂的新思路。着重研究LDH型HCN水解催化剂的可控制备方法与规律、催化性能及作用机理、催化剂稳定性和抗毒性及其强化方法。研究成果可为控制HCN大气污染、降低人体健康风险提供理论和技术支撑，并为含HCN废气和工业气体资源化利用创造条件。

氰化氢（HCN）是来源广泛的毒有害气态污染物。催化水解可高效、无害化转化 HCN，达到控制废气中 HCN 污染目的，且不对废气后续资源化利用造成影响，是 HCN 最安全有效的净化途径之一，但以往缺乏高催化活性、 HCN 选择吸附性、水热稳定性、耐氧硫中毒性、易再生的专用 HCN 水解催化剂。本研究利用层状复合金属氢氧化物（ LDHs）及其焙烧产物（ LDOs）具有适宜表面和孔结构、高阴离子交换容量、高碱催化活性、高水热稳定性、结构与组成可调控性、结构“记忆效应”等特性，提出将不同催化活性组分作为制备原料，通过同晶置换、阴离子交换、浸渍与吸附等作用形成多元 LDH 型 HCN 水解催化剂的新思路。研究成果：（1）利用共沉淀法、等体积浸渍法以及超生辅助浸渍法，以过渡金属为活性组分，合成了一系列可用于吸附以及催化水解HCN的LDHs、LDOs及负载型复合材料；（2）比较研究合成的吸附催化材料在脱除HCN方面的效率，发现Cu/Al及Cu/Co/Al LDOs、CuO/γ-Al2O3及CuO-NiO/γ-Al2O3对HCN有优异的水解效率，Ni/Al LDH及Ni/Al LDO对HCN有较好的吸附性能，制备的吸附催化材料能从不同方面满足对HCN净化的需求；（3）进一步研究了吸附催化材料的制备过程和净化HCN的过程，发现经优化合成条件后，制备的材料长时间处理HCN后脱除效率依旧优异。（4）探明了HCN在LDHs及LDOs上的吸附机理，在此基础上研究HCN的水解机理，同时利用简单的碱洗实现吸附催化材料的再生。在吸附过程中，脱除效率随着温度的升高先升高后降低，随着水汽的增加而降低；在催化水解过程中，脱除效率随着温度的升高而增加，随着水汽的增加先升高后降低；（5）证明了LDHs、LDOs对HCN高的吸附性能以及水解活性，可提供一种HCN吸附-催化水解的新思路。