当前位置:主页 > 科技论文 > 环境工程论文 >

锡基复合氧化物功能材料研制及其低温储存NO_X性能研究

发布时间:2018-02-28 03:24

  本文关键词: 稀燃尾气 氮氧化物储存 锡基复合氧化物 抗硫 出处:《清华大学》2015年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:氮氧化物的低温去除是柴油车尾气净化的难点之一。本论文研究了锡基改性材料的低温NOX储存性能,并通过物理、化学表征手段分析了不同元素改性后材料的物理结构、氧化还原性质以及表面物种变化情况。主要结论如下:掺杂Ce元素改性后Mn-Sn复合氧化物的NOX储存性能明显升高,其中Mn/Sn/Ce比例为4/5/1的Mn0.4Sn0.5Ce0.1在100 oC时具有最高的NOX储存容量,达到435.37μmol/g。结合物理化学表征结果,发现掺杂Ce主要有三方面的作用:第一,降低晶粒尺寸,提高材料比表面积,使更多活性吸附位暴露在材料表面;第二,提高Mn-Sn-Ce材料表面活性氧物种浓度,加强材料的NO氧化能力;第三,Ce-Sn存在协同作用,可以提供大量的NOX吸附位点。采用两种制备方法对Mn0.4Sn0.5Ce0.1进行碱金属K掺杂改性,发现浸渍法制备的K/MnSnCe在100 oC的NOX储存容量降低,而共沉淀法制备的0.2K-MnSnCe在100 oC表现出较好的NOX储存容量,达到479.6μmol/g。分析表明,在共沉淀法改性材料中K可以更均匀地分布在体相MnSnCe材料中,生成新物种K2Mn4O8,不但不会覆盖MnSnCe表面的反应活性位,而且可以提供一定量的NOX储存碱性位。随后考察了实际反应气氛对低温NOX储存的影响,发现反应温度、氧气浓度、尾气中的碳氢化合物和水蒸气都会影响材料的NOX储存性能。由于含锰材料易与SO2反应生成难降解的硫酸盐,抗硫性能差,因此本研究初步探索了无锰的Sn-Co-X(X=Fe、La、Ce)复合金属氧化物的NOX储存及抗硫能力。发现新鲜的Sn-Co-Fe在100 oC具有585.35μmol/g的NOX储存容量,硫化处理后仍然表现出308.83μmol/g的NOX储存容量。四种材料的抗硫能力表现为Sn-Co-FeSn-Co-LaSn-Co-CeSn-Co。XPS表征结果显示,硫化后的Sn-Co-Fe表面具有相对较高的活性氧物种浓度,有利于NOX的储存。
[Abstract]:Low temperature removal of nitrogen oxides is one of the difficulties in diesel exhaust purification. In this paper, the storage properties of tin based modified materials at low temperature NOX were studied, and the physical structures of the modified materials were analyzed by physical and chemical characterization. Redox properties and surface species changes. The main conclusions are as follows: the NOX storage performance of Mn-Sn composite oxides modified by ce is significantly improved, and Mn0.4Sn0.5Ce0.1 with Mn/Sn/Ce ratio of 4 / 5 / 1 has the highest NOX storage capacity at 100oC. The results of physicochemical characterization show that ce doping has three main functions: first, decrease the grain size, increase the specific surface area of the material, and expose more active adsorption sites to the surface of the material. By increasing the concentration of active oxygen species on the surface of Mn-Sn-Ce, the oxidation ability of no was strengthened. Third, Ce-Sn had synergistic effect, which could provide a large number of NOX adsorption sites. Two kinds of preparation methods were used to modify Mn0.4Sn0.5Ce0.1 by alkali metal K doping. It was found that the storage capacity of K / MnSnCe at 100oC was lower than that of 0.2K-MnSnCe prepared by co-precipitation method at 100oC, and that the storage capacity of 0.2K-MnSnCe prepared by co-precipitation method was 479.6 渭 mol / g at 100oC. In the coprecipitation modified materials, K can be more evenly distributed in bulk MnSnCe materials, and a new species K _ 2mn _ 4O _ 8 is formed, which does not cover the reactive sites on the surface of MnSnCe. The effect of actual reaction atmosphere on NOX storage at low temperature was investigated, and the reaction temperature and oxygen concentration were found. Both hydrocarbons and water vapor in tail gas will affect the NOX storage performance of the materials. Because manganese containing materials react with SO2 to form sulphate which is difficult to degrade, the sulfur resistance of the materials is poor. In this study, the NOX storage and sulfur resistance of manganese free Sn-Co-XCX XFE La-Ce-based composite metal oxides were preliminarily investigated. It was found that fresh Sn-Co-Fe had a NOX storage capacity of 585.35 渭 mol/g at 100oC. After vulcanization, the storage capacity of NOX was 308.83 渭 mol/g. The sulfur resistance of the four materials was characterized by Sn-Co-FeSn-Co-LaSn-Co-CeSn-Co.XPS characterization. The results showed that the surface of cured Sn-Co-Fe had relatively high concentration of reactive oxygen species, which was favorable to the storage of NOX.
【学位授予单位】:清华大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:X701

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 杨春芳,翟秀静,张爱梨,暴水生,符岩,孙晓萍;锂离子电池负极材料锡基氧化物的研究[J];黄金学报;2001年03期

2 刘法彬;袁正勇;袁良杰;孙聚堂;;氧化亚锡基贮锂材料的合成、性质及结晶化原因分析[J];武汉大学学报(理学版);2006年06期

3 张景双,潘莉,黎德育,屠振密;化学镀无铅的锡基二元合金的研究和应用[J];电镀与环保;2004年03期

4 段博超;王维坤;赵海雷;王安邦;余仲宝;杨裕生;;锂离子电池锡基负极材料研究进展[J];稀有金属材料与工程;2012年S2期

5 雷钢铁;高德淑;李朝晖;苏光耀;;锂离子电池锡基负极材料研究进展[J];材料导报;2001年07期

6 何则强,李新海,熊利芝,刘恩辉,侯朝辉;锡基复合氧化物的高能球磨法制备及其电化学性能[J];无机化学学报;2004年01期

7 吕成学,褚嘉宜,翟玉春,田彦文;锂离子电池锡基复合氧化物负极材料的研究[J];分子科学学报;2004年04期

8 张利华;陈永坤;王剑华;郭玉忠;;锂离子电池锡基负极材料研究进展[J];云南冶金;2006年01期

9 万婷;穆道斌;薛欢;陈实;;锂离子电池锡基负极材料的研究进展[J];材料导报;2010年09期

10 王声乐,潘孝仁,庞世瑾;氧化锡基ZnO/SnO_2 UPF复合工艺对其微观结构的影响[J];真空科学与技术;1996年03期

相关会议论文 前4条

1 李昌盛;唐致远;;锂离子电池锡基负极材料研究进展[A];第十三次全国电化学会议论文摘要集(上集)[C];2005年

2 王剑华;黄瑞安;杨宁;郭玉忠;;氧化锡基锂离子电池负极材料的制备与表征[A];2005中国储能电池与动力电池及其关键材料学术研讨会论文集[C];2005年

3 谢潇怡;吴锋;李丽;;锂离子电池负极材料锡基氧化物的电子结构分析[A];中国化学会第26届学术年会应用化学分会场论文集[C];2008年

4 董婉;孟涛;陈强;;原子层沉积氧化铝在氧化锡基染料敏化太阳能电池中的应用[A];第十六届全国等离子体科学技术会议暨第一届全国等离子体医学研讨会会议摘要集[C];2013年

相关重要报纸文章 前3条

1 练玉春;超越专业的专业愉悦[N];光明日报;2006年

2 记者 吴炎;两地研发机构应视为共同机构[N];深圳特区报;2006年

3 王晶;香港研发珠三角共享[N];中国经营报;2006年

相关博士学位论文 前4条

1 谭春晖;新型纳米结构锡基锂离子电池负极材料的制备及性能研究[D];山东大学;2013年

2 翟传鑫;锡基纳米材料的制备及作为锂离子电池负极材料的应用[D];浙江大学;2012年

3 薛雷刚;锂离子电池锡基负极材料的制备及储能行为研究[D];复旦大学;2011年

4 周伟;锡基材料的理论计算与实验研究[D];天津大学;2010年

相关硕士学位论文 前10条

1 刘浩;铁和锡基氧化物及其碳复合材料作为锂离子电池负极材料的研究与应用[D];浙江大学;2016年

2 孙晓旭;锡基复合氧化物功能材料研制及其低温储存NO_X性能研究[D];清华大学;2015年

3 皮欧阳;多孔结构锡基电极的制备及储锂性能[D];浙江大学;2013年

4 王文超;锂离子电池锡基负极材料的制备和结构与性能研究[D];复旦大学;2013年

5 王刚;锡基/碳复合锂离子电池负极材料的制备及其结构和性能的研究[D];浙江大学;2012年

6 张瑞雪;高比容量锂离子电池锡基负极材料的研究[D];苏州大学;2014年

7 刘杰;锡基巴氏合金制备新方法及其对组织性能的作用[D];合肥工业大学;2015年

8 姜冬冬;用于锂离子电池的锡基纳米结构电极的研究[D];复旦大学;2010年

9 李维;水热法制备锡基复合材料及电化学性能研究[D];哈尔滨工业大学;2013年

10 郑云肖;锑基(锡基)/碳纳米复合材料的制备及其电化学储锂性能研究[D];浙江大学;2013年



本文编号:1545550

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/huanjinggongchenglunwen/1545550.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户8e44c***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com