钴钛及铈钛催化剂的制备及其脱硝性能研究
发布时间：2021-09-03 13:21
目前对于燃煤电厂氮氧化物（NOx）脱除最为有效的方法是以NH3为还原剂的选择性催化还原（NH3-SCR）技术。广泛应用的NH3-SCR脱硝催化剂为V2O5-WO3/TiO2,但由于该钒系催化剂仅适用于中高温工况和废弃后处理不当易对环境造成污染等原因,使得科研工作者对无钒且低温脱硝效果良好的催化剂的研究显得十分必要。本实验以探讨氧空位对NH3-SCR反应的促进作用及进一步提高钻钛和铈钛催化剂的低温脱硝活性为目的,提出制备掺杂型和负载型钴钛、铈钛催化剂的思路,并对其进行脱硝活性评价和反应过程分析。本实验采用溶胶凝胶法和浸渍法制备了钴元素掺杂TiO2催化剂（Co-Ti）和以TiO2为载体的钴负载催化剂（Co/Ti）,利用固定床测试系统测试两者的NH3-SCR脱硝活性,并结合一系列现代分析测试手段对催化剂进行系统研究。研究发现Co-Ti催化剂具有较好的低温脱硝活性。对比并分析Co-Ti和Co/Ti催化剂的X射线衍射（XRD）图谱、X射线光电子能谱（XPS）以及光致发光（PL）光谱可知,Co-Ti催化剂中Co2+掺杂进入TiO2晶格内部并取代Ti4+,促使该催化剂产生较多的氧空位,而氧空位可吸附...
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题研究背景
1.1.1 氮氧化物的来源与危害
1.1.2 我国燃煤电厂氮氧化物的排放现状
1.1.3 燃煤电厂氮氧化物的减排控制技术
1.2 NH_3-SCR技术
1.2.1 NH_3-SCR烟气脱硝技术原理
1.2.2 NH_3-SCR烟气脱硝技术反应过程
1.3 NH_3-SCR脱硝催化剂研究进展
1.3.1 V_2O_5-WO_3(MoO_3)/TiO_2催化剂
1.3.2 非钒基金属氧化物催化剂
1.3.3 分子筛催化剂
1.4 课题的研究目的、思路和主要内容
1.4.1 研究目的
1.4.2 研究思路
1.4.3 研究内容
2 实验
2.1 实验材料
2.1.1 主要试剂
2.1.2 主要仪器
2.2 催化剂的制备
2.2.1 钴钛催化剂的制备
2.2.2 铈钛催化剂的制备
2.3 实验采用的表征分析方法
2.3.1 X射线衍射(XRD)
2.3.2 高分辨透射电镜(HRTEM)
2.3.3 激光拉曼光谱(Raman)
2.3.4 傅立叶变换红外光谱分析(FT-IR)
2.3.5 光致发光光谱(PL)
2.3.6 X射线光电子能谱(XPS)
2.3.7 氨气程序升温脱附(NH_3-TPD)
2.3.8 电子顺磁共振分析(EPR)
2.3.9 紫外可见漫反射光谱(UV-vis)
2.4 催化剂活性评价
2.4.1 催化剂脱硝活性评价
2.4.2 催化剂NO氧化能力测试
3 掺杂型与负载型钻钛催化剂的制备及其脱硝性能研究
3.1 实验
3.2 结果和讨论
3.2.1 钴钛催化剂脱硝性能评价
3.2.2 催化剂X射线衍射分析
3.2.3 催化剂透射电镜及高倍透射电镜分析
3.2.4 催化剂拉曼光谱分析
3.2.5 催化剂傅立叶变换红外光谱分析
3.2.6 催化剂氧空位分析
3.2.7 催化剂脉冲瞬态反应
3.2.8 催化剂元素价态分析
3.2.9 氨气程序升温脱附分析
3.2.10 催化剂超氧自由基分析
3.2.11 原位红外分析
3.2.12 钴钛催化剂NO氧化能力测试
3.3 掺杂型钻钛催化剂NH_3-SCR反应促进过程分析
3.4 本章小结
4 掺杂型与负载型铈钛催化剂的制备及其脱硝性能研究
4.1 实验
4.2 结果和讨论
4.2.1 铈钛催化剂脱硝性能分析
4.2.2 催化剂X射线衍射分析
4.2.3 催化剂UV-vis分析
4.2.4 催化剂拉曼光谱分析
4.2.5 催化剂氧空位分析
4.2.6 催化剂元素价态分析
4.2.7 催化剂超氧自由基分析
4.2.8 原位红外分析
4.2.9 铈钛催化剂NO氧化能力测试
4.3 本章小结
5 结论与展望
5.1 结论
5.2 主要创新点
5.3 展望
致谢
参考文献
附录
本文编号：3381188
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题研究背景
1.1.1 氮氧化物的来源与危害
1.1.2 我国燃煤电厂氮氧化物的排放现状
1.1.3 燃煤电厂氮氧化物的减排控制技术
1.2 NH_3-SCR技术
1.2.1 NH_3-SCR烟气脱硝技术原理
1.2.2 NH_3-SCR烟气脱硝技术反应过程
1.3 NH_3-SCR脱硝催化剂研究进展
1.3.1 V_2O_5-WO_3(MoO_3)/TiO_2催化剂
1.3.2 非钒基金属氧化物催化剂
1.3.3 分子筛催化剂
1.4 课题的研究目的、思路和主要内容
1.4.1 研究目的
1.4.2 研究思路
1.4.3 研究内容
2 实验
2.1 实验材料
2.1.1 主要试剂
2.1.2 主要仪器
2.2 催化剂的制备
2.2.1 钴钛催化剂的制备
2.2.2 铈钛催化剂的制备
2.3 实验采用的表征分析方法
2.3.1 X射线衍射(XRD)
2.3.2 高分辨透射电镜(HRTEM)
2.3.3 激光拉曼光谱(Raman)
2.3.4 傅立叶变换红外光谱分析(FT-IR)
2.3.5 光致发光光谱(PL)
2.3.6 X射线光电子能谱(XPS)
2.3.7 氨气程序升温脱附(NH_3-TPD)
2.3.8 电子顺磁共振分析(EPR)
2.3.9 紫外可见漫反射光谱(UV-vis)
2.4 催化剂活性评价
2.4.1 催化剂脱硝活性评价
2.4.2 催化剂NO氧化能力测试
3 掺杂型与负载型钻钛催化剂的制备及其脱硝性能研究
3.1 实验
3.2 结果和讨论
3.2.1 钴钛催化剂脱硝性能评价
3.2.2 催化剂X射线衍射分析
3.2.3 催化剂透射电镜及高倍透射电镜分析
3.2.4 催化剂拉曼光谱分析
3.2.5 催化剂傅立叶变换红外光谱分析
3.2.6 催化剂氧空位分析
3.2.7 催化剂脉冲瞬态反应
3.2.8 催化剂元素价态分析
3.2.9 氨气程序升温脱附分析
3.2.10 催化剂超氧自由基分析
3.2.11 原位红外分析
3.2.12 钴钛催化剂NO氧化能力测试
3.3 掺杂型钻钛催化剂NH_3-SCR反应促进过程分析
3.4 本章小结
4 掺杂型与负载型铈钛催化剂的制备及其脱硝性能研究
4.1 实验
4.2 结果和讨论
4.2.1 铈钛催化剂脱硝性能分析
4.2.2 催化剂X射线衍射分析
4.2.3 催化剂UV-vis分析
4.2.4 催化剂拉曼光谱分析
4.2.5 催化剂氧空位分析
4.2.6 催化剂元素价态分析
4.2.7 催化剂超氧自由基分析
4.2.8 原位红外分析
4.2.9 铈钛催化剂NO氧化能力测试
4.3 本章小结
5 结论与展望
5.1 结论
5.2 主要创新点
5.3 展望
致谢
参考文献
附录
本文编号：3381188
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