纳米级V 2 O 5 /TiO 2 的活性特征及对碳烟氧化的催化作用
发布时间：2020-12-27 20:51
采用浸渍法制备了不同钒负载量的纳米级V2O5/TiO2催化剂,通过扫描电镜（scanning electron microscope,SEM）、X射线衍射仪（X-ray diffractomer,XRD）和傅里叶红外光谱（Fourier transform infrared spectrometer,FT-IR）测试手段对催化剂的物化特性进行表征。以Printex-U碳黑作为实际发动机颗粒的替代物,利用热重分析法探究V2O5负载量对催化氧化碳烟活性的影响,并基于Flynn-Wall-Ozawa法定量表征碳烟催化氧化反应过程。研究结果表明:较低钒负载量时,活性组分钒氧物种处于高度分散状态,基本呈现单层分布。当负载量较高（40%）时,部分钒氧物种开始团聚并以结晶态析出,催化剂表面出现明显的柱状晶结构。随着钒负载量的增加,在碳烟氧化过程中催化剂活性呈递增趋势。在一系列样品中,负载量20%的V2O5/TiO2催化剂表现出...
【文章来源】：内燃机工程. 2016年04期 北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
由图３可见，随着钒负载量的减少，１０２０ｃｍ－１特征峰逐渐减弱且产生漂移现象，
内燃机工程２０１６年第４期图２不同负载量Ｖ２Ｏ５／ＴｉＯ２催化剂的ＸＲＤ谱图图３不同负载量Ｖ２Ｏ５／ＴｉＯ２催化剂的ＦＴ－ＩＲ谱图３Ｖ２Ｏ５／ＴｉＯ２催化剂活性评价３．１不同钒负载量的催化剂活性碳烟催化燃烧可归为三相反应［１５］，其主要发生在碳烟颗粒、催化剂活性位和气态氧的三相接触面上，催化剂与碳烟的接触程度在碳烟的氧化燃烧过程中起着至关重要的作用。高接触程度可以有效增加碳烟与催化剂活性位的接触概率，提高催化效率［１６］。然而，实际柴油机排气条件下的碳烟与催化剂接近于松散接触状态，所以本文中碳烟与Ｖ２Ｏ５／ＴｉＯ２催化剂的混合均采用松散接触。图４为不同负载量Ｖ２Ｏ５／ＴｉＯ２催化剂对碳烟氧化作用的ＴＧ与ＤＴＧ谱图。表１详细列举了碳烟失重及氧化过程的特征参数。本试验中起燃温度Ｔｉ定义为试样反应后失去的质量达到试样总质量５％时的反应温度，Ｔｐ为最大失重速率对应温度，燃尽温度Ｔｆ为碳烟氧化结束的温度。结合图４和表１可见，在松散接触状态下，钒基催化剂仍表现出良好的催化活性，起燃温度及峰值温度等均低于无触媒状态，说明加快了燃烧进程。这是因为固相Ｖ２Ｏ５有较低熔点，在碳烟氧化过程中可形成液相状态，同时活性组分Ｖ２Ｏ５在ＴｉＯ２颗粒表面具有良好的表面迁移能力［５－７］，这均有利于改善催化剂与碳烟之间的接触程度，提高催化活性。图４不同负载量Ｖ２Ｏ５／ＴｉＯ２催化剂对碳烟氧化作用的ＴＧ与ＤＴＧ
内燃机工程２０１６年第４期图２不同负载量Ｖ２Ｏ５／ＴｉＯ２催化剂的ＸＲＤ谱图图３不同负载量Ｖ２Ｏ５／ＴｉＯ２催化剂的ＦＴ－ＩＲ谱图３Ｖ２Ｏ５／ＴｉＯ２催化剂活性评价３．１不同钒负载量的催化剂活性碳烟催化燃烧可归为三相反应［１５］，其主要发生在碳烟颗粒、催化剂活性位和气态氧的三相接触面上，催化剂与碳烟的接触程度在碳烟的氧化燃烧过程中起着至关重要的作用。高接触程度可以有效增加碳烟与催化剂活性位的接触概率，提高催化效率［１６］。然而，实际柴油机排气条件下的碳烟与催化剂接近于松散接触状态，所以本文中碳烟与Ｖ２Ｏ５／ＴｉＯ２催化剂的混合均采用松散接触。图４为不同负载量Ｖ２Ｏ５／ＴｉＯ２催化剂对碳烟氧化作用的ＴＧ与ＤＴＧ谱图。表１详细列举了碳烟失重及氧化过程的特征参数。本试验中起燃温度Ｔｉ定义为试样反应后失去的质量达到试样总质量５％时的反应温度，Ｔｐ为最大失重速率对应温度，燃尽温度Ｔｆ为碳烟氧化结束的温度。结合图４和表１可见，在松散接触状态下，钒基催化剂仍表现出良好的催化活性，起燃温度及峰值温度等均低于无触媒状态，说明加快了燃烧进程。这是因为固相Ｖ２Ｏ５有较低熔点，在碳烟氧化过程中可形成液相状态，同时活性组分Ｖ２Ｏ５在ＴｉＯ２颗粒表面具有良好的表面迁移能力［５－７］，这均有利于改善催化剂与碳烟之间的接触程度，提高催化活性。图４不同负载量Ｖ２Ｏ５／ＴｉＯ２催化剂对碳烟氧化作用的ＴＧ与ＤＴＧ
【参考文献】：
期刊论文
[1]柴油机颗粒物催化状态热重特性及热动力学分析[J]. 梅德清,赵翔,王书龙,袁银男,孙平. 内燃机工程. 2013(S1)
[2]柴油机尾气净化催化剂的最新研究进展[J]. 赵震,张桂臻,刘坚,梁鹏,许洁,段爱军,姜桂元,徐春明. 催化学报. 2008(03)
[3]复合催化剂NdPW12O40/TiO2的制备、表征及光催化性能[J]. 蔡铁军,岳明,王贤文,邓谦,彭振山,周文辉. 催化学报. 2007(01)
[4]V2O5/TiO2催化剂的表面结构和酸碱性及氧化还原性[J]. 刘学军,顾晓东,沈俭一. 催化学报. 2003(09)
[5]V2O5/TiO2催化剂表面结构FT-IR发射光谱研究（Ⅱ）[J]. 李灿,张慧,王开立,辛勤. 物理化学学报. 1994(01)
本文编号：2942464
【文章来源】：内燃机工程. 2016年04期 北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
由图３可见，随着钒负载量的减少，１０２０ｃｍ－１特征峰逐渐减弱且产生漂移现象，
内燃机工程２０１６年第４期图２不同负载量Ｖ２Ｏ５／ＴｉＯ２催化剂的ＸＲＤ谱图图３不同负载量Ｖ２Ｏ５／ＴｉＯ２催化剂的ＦＴ－ＩＲ谱图３Ｖ２Ｏ５／ＴｉＯ２催化剂活性评价３．１不同钒负载量的催化剂活性碳烟催化燃烧可归为三相反应［１５］，其主要发生在碳烟颗粒、催化剂活性位和气态氧的三相接触面上，催化剂与碳烟的接触程度在碳烟的氧化燃烧过程中起着至关重要的作用。高接触程度可以有效增加碳烟与催化剂活性位的接触概率，提高催化效率［１６］。然而，实际柴油机排气条件下的碳烟与催化剂接近于松散接触状态，所以本文中碳烟与Ｖ２Ｏ５／ＴｉＯ２催化剂的混合均采用松散接触。图４为不同负载量Ｖ２Ｏ５／ＴｉＯ２催化剂对碳烟氧化作用的ＴＧ与ＤＴＧ谱图。表１详细列举了碳烟失重及氧化过程的特征参数。本试验中起燃温度Ｔｉ定义为试样反应后失去的质量达到试样总质量５％时的反应温度，Ｔｐ为最大失重速率对应温度，燃尽温度Ｔｆ为碳烟氧化结束的温度。结合图４和表１可见，在松散接触状态下，钒基催化剂仍表现出良好的催化活性，起燃温度及峰值温度等均低于无触媒状态，说明加快了燃烧进程。这是因为固相Ｖ２Ｏ５有较低熔点，在碳烟氧化过程中可形成液相状态，同时活性组分Ｖ２Ｏ５在ＴｉＯ２颗粒表面具有良好的表面迁移能力［５－７］，这均有利于改善催化剂与碳烟之间的接触程度，提高催化活性。图４不同负载量Ｖ２Ｏ５／ＴｉＯ２催化剂对碳烟氧化作用的ＴＧ与ＤＴＧ
内燃机工程２０１６年第４期图２不同负载量Ｖ２Ｏ５／ＴｉＯ２催化剂的ＸＲＤ谱图图３不同负载量Ｖ２Ｏ５／ＴｉＯ２催化剂的ＦＴ－ＩＲ谱图３Ｖ２Ｏ５／ＴｉＯ２催化剂活性评价３．１不同钒负载量的催化剂活性碳烟催化燃烧可归为三相反应［１５］，其主要发生在碳烟颗粒、催化剂活性位和气态氧的三相接触面上，催化剂与碳烟的接触程度在碳烟的氧化燃烧过程中起着至关重要的作用。高接触程度可以有效增加碳烟与催化剂活性位的接触概率，提高催化效率［１６］。然而，实际柴油机排气条件下的碳烟与催化剂接近于松散接触状态，所以本文中碳烟与Ｖ２Ｏ５／ＴｉＯ２催化剂的混合均采用松散接触。图４为不同负载量Ｖ２Ｏ５／ＴｉＯ２催化剂对碳烟氧化作用的ＴＧ与ＤＴＧ谱图。表１详细列举了碳烟失重及氧化过程的特征参数。本试验中起燃温度Ｔｉ定义为试样反应后失去的质量达到试样总质量５％时的反应温度，Ｔｐ为最大失重速率对应温度，燃尽温度Ｔｆ为碳烟氧化结束的温度。结合图４和表１可见，在松散接触状态下，钒基催化剂仍表现出良好的催化活性，起燃温度及峰值温度等均低于无触媒状态，说明加快了燃烧进程。这是因为固相Ｖ２Ｏ５有较低熔点，在碳烟氧化过程中可形成液相状态，同时活性组分Ｖ２Ｏ５在ＴｉＯ２颗粒表面具有良好的表面迁移能力［５－７］，这均有利于改善催化剂与碳烟之间的接触程度，提高催化活性。图４不同负载量Ｖ２Ｏ５／ＴｉＯ２催化剂对碳烟氧化作用的ＴＧ与ＤＴＧ
【参考文献】：
期刊论文
[1]柴油机颗粒物催化状态热重特性及热动力学分析[J]. 梅德清,赵翔,王书龙,袁银男,孙平. 内燃机工程. 2013(S1)
[2]柴油机尾气净化催化剂的最新研究进展[J]. 赵震,张桂臻,刘坚,梁鹏,许洁,段爱军,姜桂元,徐春明. 催化学报. 2008(03)
[3]复合催化剂NdPW12O40/TiO2的制备、表征及光催化性能[J]. 蔡铁军,岳明,王贤文,邓谦,彭振山,周文辉. 催化学报. 2007(01)
[4]V2O5/TiO2催化剂的表面结构和酸碱性及氧化还原性[J]. 刘学军,顾晓东,沈俭一. 催化学报. 2003(09)
[5]V2O5/TiO2催化剂表面结构FT-IR发射光谱研究（Ⅱ）[J]. 李灿,张慧,王开立,辛勤. 物理化学学报. 1994(01)
本文编号：2942464
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