当前位置:主页 > 科技论文 > 环境工程论文 >

Cu-Mn改性分子筛催化剂制备及柴油车尾气SCR脱硝基础研究

发布时间:2018-05-20 05:10

  本文选题:柴油车尾气 + Cu-Mn共负载 ; 参考:《浙江工商大学》2015年硕士论文


【摘要】:柴油车尾气排放的氮氧化物(NOx)己成为我国大气的主要污染源之一,是造成灰霾、酸雨和光化学烟雾污染的重要原因。目前对于柴油车排放NOx的控制仍基于选择性催化还原(SCR)技术。但柴油车尾气中含有高浓度的氧气、水蒸气及烃类物质,使得传统用于处理汽油车尾气的三效催化剂不能有效地应用于柴油车尾气脱硝。分子筛由于其独特的结构、较好的吸附性能和较高的稳定性日益受到人们的关注。以分子筛作为载体的NH3-SCR催化剂应用受到广泛的研究。本文利用Cu、Mn共负载于ZSM-5和SAPO-34分子筛,研究其在柴油车尾气脱硝中的SCR活性和稳定性。本文首先对Cu-Mn共负载ZSM-5的制备参数进行了研究,发现以Cu(CH3COO)2和Mn(CH3COO)2为金属前驱体、离子交换法为制备方法、Cu/Mn摩尔比为3:2时制备的Cu-Mn/ZSM-5在转化NOx时表现出最佳的NH3-SCR活性。Cu-Mn共负载提高了Cu/ZSM-5在低温下的活性,且能保持催化剂的高温活性。但Cu-Mn/ZSM-5的水热稳定性较差,750℃水热处理24小时会使催化剂在整个温度窗口的活性下降。水热处理后Cu-Mn/ZSM-5发生团聚现象,但没有发生脱铝和结构变化,催化剂中八面体配位Cu2+含量明显下降。Cu-Mn/ZSM-5的抗烃类性能也较差,当反应气体中加入2000 ppm的C3H6后,对NOx的转化率明显下降。反应后催化剂发生团聚,且催化剂的比表面积和孔容明显下降;反应后Cu+/Cu2+明显升高,表明反应后Cu离子向低价态转化,Cu2+减少。在水热处理和抗烃类反应中,Cu2+含量的减少是催化剂活性下降的重要原因。针对Cu-Mn/ZSM-5较差的水热稳定性和抗烃类性能,本文又选取了具有CHA微孔结构的SAPO-34做为载体,进行Cu-Mn共负载。发现以Cu(CH3COO)2和Mn(CH3COO)2为金属前驱体、离子交换法为制备方法、Cu/Mn摩尔比为3:2时制备的Cu-Mn/SAPO-34在转化NOx时表现出最佳的NH3-SCR活性。Cu-Mn共负载能明显提高催化剂低温活性,200℃时Cu-Mn/SAPO-34对NOx的转化率达到了90%,比Cu/SAPO-34提高约60%,并保留了较好的中高温段活性。Cu和Mn的负载并不会改变SAPO-34的形貌和晶体结构;Cu-Mn共负载能够提高Cu的负载量和反应活性位(Cu+和Cu2+),从而提高Cu/SAPO-34低温催化活性;Cu-Mn共负载还提高了催化剂的表面酸度,从而使Cu-Mn/SAPO-34吸附更多的NH3和NO,生成反应中间体。Cu-Mn/SAPO-34具有较好的温度耐受性和水热稳定性,水热处理不会使催化剂对NOx的转化率有明显下降,240℃以下对NOx的转化率反而有所提高。水热处理后Cu-Mn/SAPO-34的晶体结构和表面形貌基本保持不变,且未产生团聚和脱铝现象,催化剂表面与八面体配位的Cu2+含量升高,是催化剂低温活性升高的重要因素。Cu-Mn/SAPO-34具有较好的抗烃类性能,反应后催化剂表现出较好的分散性和结构稳定性,催化剂比表面积虽然有所下降,但孔容和平均孔径基本保持不变,说明CHA微孔结构有效的阻挡了C3H6进入到结构内部,保护了反应活性位,使Cu-Mn/SAPO-34具有较好的抗烃类性能。
[Abstract]:Nitrogen oxides (NOx) from diesel exhaust emissions have become one of the main sources of pollution in the atmosphere of our country. It is an important cause of haze, acid rain and photochemical smoke pollution. At present, the control of NOx for diesel vehicle emission is still based on the selective catalytic reduction (SCR) technology. But the exhaust of diesel vehicle contains high concentration of oxygen, water vapor and hydrocarbons. The three effect catalyst used in the treatment of gasoline vehicle exhaust can not be effectively applied to the exhaust gas denitrification of diesel vehicle. Molecular sieves are attracting more and more attention because of their unique structure, good adsorption performance and high stability. The application of NH3-SCR catalyst with molecular sieve as a carrier is widely studied. This paper uses Cu, Mn A total of ZSM-5 and SAPO-34 molecular sieves were loaded to study the SCR activity and stability of the diesel vehicle tail gas denitrification. Firstly, the preparation parameters of Cu-Mn co loaded ZSM-5 were studied. It was found that Cu (CH3COO) 2 and Mn (CH3COO) 2 were metal precursors, the ion exchange method was a preparation method, and Cu/Mn mole ratio was the Cu-Mn/ZSM-5 in 3:2 time. The best NH3-SCR activity.Cu-Mn co loaded with NOx increased the activity of Cu/ZSM-5 at low temperature and maintained the high temperature activity of the catalyst. But the thermal stability of Cu-Mn/ZSM-5 was poor. The activity of the catalyst at 750 C for 24 hours would decrease the activity of the catalyst at the whole temperature window. After hydrothermal treatment, the aggregation of Cu-Mn/ZSM-5 was not. There is dealuminum and structural change, the content of the eight complexing Cu2+ in the catalyst decreases obviously and the anti hydrocarbon property of.Cu-Mn/ZSM-5 is also poor. When the reaction gas is added to 2000 ppm, the conversion rate of NOx is obviously decreased. The catalyst will be reunited after the reaction, and the specific surface area and pore volume of the catalyst decrease obviously, and the Cu+/Cu2+ is obvious after the reaction. It is shown that the Cu ion conversion to low valence state and Cu2+ decrease after the reaction. In hydrothermal treatment and anti hydrocarbon reaction, the decrease of Cu2+ content is an important reason for the decrease of catalyst activity. In view of the poor hydrothermal stability and anti hydrocarbon properties of Cu-Mn/ZSM-5, this paper also selects SAPO-34 with CHA micropore structure as the carrier and carries out Cu-Mn co loading. It was found that Cu (CH3COO) 2 and Mn (CH3COO) 2 were metal precursors and ion exchange was used as a preparation method. The optimum NH3-SCR active.Cu-Mn co loading of Cu-Mn/SAPO-34 in NOx when Cu/Mn mole ratio was 3:2 could significantly increase the activity of the catalyst at low temperature. The conversion rate of Cu-Mn /SAPO-34 to 90% was reached at 200. High about 60%, and retained the better load of active.Cu and Mn in the middle high temperature segment, and will not change the morphology and crystal structure of SAPO-34; Cu-Mn co load can increase the load and reactive potential of Cu (Cu+ and Cu2+), thus improve the catalytic activity of Cu/SAPO-34 at low temperature; Cu-Mn Co load also improves the surface acidity of the catalyst, thus making Cu-Mn/SAPO so that Cu-Mn/SAPO is a catalyst. -34 adsorbs more NH3 and NO, and the reaction intermediate.Cu-Mn/SAPO-34 has better temperature tolerance and hydrothermal stability. Hydrothermal treatment will not reduce the conversion of NOx obviously, and the conversion rate of NOx below 240 C is improved. The crystal structure and surface morphology of Cu-Mn/ SAPO-34 are basically maintained after hydrothermal treatment. The Cu2+ content of the catalyst surface and the eight surface body is increased, which is an important factor for the increase of the catalyst's low temperature activity..Cu-Mn/SAPO-34 has better hydrocarbon resistance. The catalyst shows good dispersion and structural stability after the reaction. Although the surface area of the catalyst is decreased, the pore volume and the pore volume are the same. The average pore size remained the same basically, indicating that the CHA microporous structure effectively blocked the entry of C3H6 into the structure, protected the reactive active sites and made Cu-Mn/SAPO-34 have better hydrocarbon resistance.
【学位授予单位】:浙江工商大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:X734.2;O643.36

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 刘奇;陈德茂;刘庆宾;钱鹏;翟步英;阳浩;薄新维;张登友;;稀土复合催化剂对柴油车尾气净化效果的影响研究[J];功能材料;2012年S2期

2 孟方;柴油车尾气排放超标的治理[J];城市公共交通;2001年06期

3 沙钝,王爱民;柴油车尾气微粒的燃烧性能[J];上海环境科学;2003年07期

4 程哲生;减少柴油车尾气污染[J];当代石油石化;2001年04期

5 程哲生;国外减少柴油车尾气污染技术的新进展[J];当代石油石化;1998年06期

6 ;我国为柴油车尾气达标确定“时间表”[J];汽车工艺与材料;2003年05期

7 文;柴油车尾气达标“时间表”确定[J];山东内燃机;2003年02期

8 黄育森;浅析柴油车尾气烟度过高原因及预防[J];城市公共交通;1999年02期

9 秦杰 ,邹声文;我国柴油车尾气达标分三步走[J];能源工程;2003年02期

10 杨冬霞,曹秋娥,赵云昆,计永波;柴油车尾气净化铂催化剂的试验研究[J];稀有金属;2005年04期

相关会议论文 前10条

1 赵震;刘坚;徐春明;段爱军;姜桂元;;柴油车尾气催化技术的最新研究进展[A];第五届全国环境催化与环境材料学术会议论文集[C];2007年

2 杨铮铮;张海龙;曹毅;吴干学;徐海迪;孙萌萌;杨怡;张艳华;徐宝强;龚茂初;陈耀强;;催化净化柴油车尾气污染物[A];2014中国环境科学学会学术年会(第六章)[C];2014年

3 翟步英;刘奇;潘雄;;柴油车尾气净化催化剂的研究[A];2011中国功能材料科技与产业高层论坛论文集(第二卷)[C];2011年

4 刘坚;赵震;徐春明;韦岳长;段爱军;姜桂元;;柴油车尾气排放颗粒物催化净化技术的研究[A];第十四届全国青年催化学术会议会议论文集[C];2013年

5 赵震;张桂臻;刘坚;段爱军;姜桂元;;柴油车尾气净化催化剂的设计与催化作用[A];第六届全国环境催化与环境材料学术会议论文集[C];2009年

6 乔映宾;冯明星;朱宗敏;张新昌;赵扬;;柴油车尾气处理技术及车用尿素溶液[A];中国汽车工程学会汽车燃料与润滑油分会第15届年会论文集[C];2012年

7 赵震;纪玉国;刘坚;徐春明;段爱军;;复合氧化物催化剂在柴油车尾气处理中的应用[A];第四届全国环境催化与环境材料学术会议论文集[C];2005年

8 刘阳阳;尉继英;江锋;刘树模;徐刚;孙爱灵;;柴油车炭烟催化氧化反应动力学因素分析[A];第十一届全国青年催化学术会议论文集(上)[C];2007年

9 李树华;梁红;林维明;叶代启;;Cu-K-V系列催化剂去除柴油车尾气中颗粒物的性能研究[A];第四届全国环境催化与环境材料学术会议论文集[C];2005年

10 郭明新;朱荣淑;欧阳峰;;碳颗粒存在时Ir催化去除柴油车尾气中NOx的研究[A];第十一届全国青年催化学术会议论文集(上)[C];2007年

相关重要报纸文章 前8条

1 本报记者 赵三明;华勤爱科柴油车尾气过滤器可燃烧掉90%颗粒物[N];中国工业报;2011年

2 牟致勇 滑维;推进柴油车尾气处理液生产和应用[N];中国石化报;2011年

3 本报记者 李晓岩;柴油车尾气处理液剑指雾霾[N];中国化工报;2013年

4 李跃辉;专利产品点燃柴油车尾气治理希望[N];中国知识产权报;2008年

5 记者 陈婉婉;全国首个柴油车尾气治理装置问世[N];安徽日报;2013年

6 本报记者 李唐;“减排”尾气 菲尔特祭出“杀手锏”[N];云南经济日报;2008年

7 记者 李宏乾;柴油车尾气净化取得新进展[N];中国化工报;2010年

8 本报记者 谷晓哲;SCR给柴油车尾气“消毒”[N];河北日报;2014年

相关硕士学位论文 前10条

1 乔辉;Ce改性对原位合成Cu-SSZ-13脱除柴油车尾气NO_x的影响[D];太原理工大学;2014年

2 黄黎明;Cu-Mn改性分子筛催化剂制备及柴油车尾气SCR脱硝基础研究[D];浙江工商大学;2015年

3 李旭冰;柴油车尾气收集物对小鼠胚胎发育影响的初步研究[D];福建医科大学;2010年

4 李勇;钙钛矿结构催化剂在柴油车尾气净化中的应用[D];吉林大学;2011年

5 白冰;柴油车炭化微米木纤维过滤芯排气捕集机理与实验研究[D];东北林业大学;2011年

6 魏光曦;Pd/CeO_2催化剂在柴油车尾气氧化催化后处理中的应用研究[D];天津大学;2012年

7 宋熠金;基于光散射法柴油车尾气颗粒物质量浓度传感器的研制[D];中国计量学院;2014年

8 马晓东;柴油车尾气氮氧化物与颗粒物同时除去铈系催化剂研究[D];哈尔滨工业大学;2008年

9 左永权;制备方法对CuSAPO-34脱除柴油车尾气中NO_x的影响[D];太原理工大学;2013年

10 寇耀飞;基于ARM的微粒捕集器车载再生监控系统的研制[D];杭州电子科技大学;2013年



本文编号:1913316

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/huanjinggongchenglunwen/1913316.html


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

版权申明:资料由用户2f45d***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