基于ZnO纳米阵列的新型脱硝剂的研制及其性能研究
发布时间：2020-12-25 02:01
现阶段低温SCR技术是最具有研究价值和应用前景的烟气脱硝技术。许多研究者致力于开发在低温下具有高活性的SCR催化剂。本论文利用氧化锌（ZnO）纳米阵列优异的理化性质,将其作为催化剂载体进行如下研究:采用水热法在基底（堇青石、钛片）上原位生长直径可调的氧化锌纳米棒阵列。发现前驱液浓度、种子浓度、表面活性剂的添加量均在一定程度上影响氧化锌纳米棒阵列的长度、密度及直径。采用水热浸渍法在堇青石基底上制备了MnOx-ZnO纳米复合结构SCR脱硝催化剂。当浸渍的Mn（NO3）2溶液浓度为0.06 mol/L时,样品在200oC、空速为10000 h-1时NOx转化率高达96.8%。与相同制备条件下的MnOx-TiO2催化剂对比发现,MnOx-ZnO催化剂在100250oC表现出更好的SCR活性。理化性质表明MnOx与ZnO间的协同作用使催化剂具有更多的活性位点和更大的比表面积、更丰...
【文章来源】：沈阳航空航天大学辽宁省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
x的来源、危害及排放现状"> 1.1 NOx的来源、危害及排放现状
x的来源及危害"> 1.1.1 NOx的来源及危害
x的排放现状"> 1.1.2 NOx的排放现状
x生成机理"> 1.1.3 燃煤电厂NOx生成机理
3-SCR脱硝技术"> 1.2 NH3-SCR脱硝技术
3-SCR反应原理"> 1.2.1 NH3-SCR反应原理
3-SCR布置方式"> 1.2.2 NH3-SCR布置方式
1.3 低温SCR脱硝催化剂研究
2为载体的催化剂"> 1.3.1 以TiO2为载体的催化剂
2O3为载体的催化剂"> 1.3.2 以Al2O3为载体的催化剂
1.3.3 以碳基为载体的催化剂
1.3.4 以分子筛为载体的催化剂
1.3.5 金属有机骨架材料
1.4 氧化锌纳米材料简介
1.4.1 氧化锌简介
1.4.2 ZnO的催化应用
1.4.3 ZnO纳米棒阵列的合成方法
1.5 选题依据与研究内容
1.5.1 选题依据
1.5.2 研究内容与研究路线
第2章 Zn O纳米棒阵列/堇青石载体的制备及其结构分析
2.1 实验部分
2.1.1 试剂与材料
2.1.2 仪器与设备
2.1.3 材料表征测试
2.1.4 样品制备
2.2 ZnO纳米棒阵列/堇青石载体的制备
2.2.1 前驱液浓度和晶种浓度对ZnO纳米棒阵列/堇青石载体的影响
2.2.2 表面活性剂的量对ZnO纳米棒阵列/堇青石载体的影响
2.3 ZnO纳米棒阵列/堇青石载体的理化性质
2.3.1 ZnO纳米棒阵列/堇青石载体的孔隙结构分析
2.3.2 ZnO纳米棒阵列/堇青石载体的晶型结构分析
2.4 本章小结
x-ZnO/堇青石复合脱硝催化剂的制备与其脱硝性能">第3章 MnOx-ZnO/堇青石复合脱硝催化剂的制备与其脱硝性能
3.1 实验部分
3.1.1 试剂与材料
3.1.2 仪器与设备
3.1.3 材料表征测试
3.1.4 样品制备
3.1.5 脱硝性能与测试
x-ZnO复合脱硝催化剂的微观形貌与其脱硝性能分析"> 3.2 MnOx-ZnO复合脱硝催化剂的微观形貌与其脱硝性能分析
x-ZnO微观形貌分析"> 3.2.1 MnOx-ZnO微观形貌分析
x-ZnO脱硝性能分析"> 3.2.2 MnOx-ZnO脱硝性能分析
x-ZnO与 MnOx-TiO2 脱硝催化剂理化性质对比分析"> 3.3 MnOx-ZnO与 MnOx-TiO2 脱硝催化剂理化性质对比分析
3.3.1 载体对催化剂脱硝效率影响分析
3.3.2 载体对催化剂孔隙结构影响分析
3.3.3 载体对催化剂晶体结构影响分析
3.3.4 载体对催化剂活性组分影响分析
3.3.5 载体对催化剂还原能力影响分析
3.3.6 载体对催化剂表面酸性强弱影响分析
x-ZnO脱硝催化剂机理分析"> 3.4 MnOx-ZnO脱硝催化剂机理分析
3 吸附"> 3.4.1 NH3 吸附
2 吸附"> 3.4.2 NO+O2 吸附
3与NO+O2表面反应"> 3.4.3 吸附态NH3与NO+O2表面反应
x与NH3表面反应"> 3.4.4 吸附态NOx与NH3表面反应
3.4.5 机理分析
3.5 本章小结
第4章 ZnO纳米棒阵列/钛片载体的制备及其结构分析
4.1 实验部分
4.1.1 试剂与材料
4.1.2 仪器与设备
4.1.3 材料表征测试
4.1.4 样品制备
4.2 ZnO纳米棒阵列/钛片载体的制备
4.2.1 晶种浓度对ZnO纳米棒阵列/钛片载体的影响
4.2.2 前驱液浓度对ZnO纳米棒阵列/钛片载体的影响
4.2.3 表面活性剂对ZnO纳米棒阵列/钛片载体的影响
4.3 ZnO纳米棒阵列/钛片载体的理化性质
4.3.1 ZnO纳米棒阵列/钛片载体的孔隙结构分析
4.3.2 ZnO纳米棒阵列/钛片载体的晶型结构分析
4.4 本章小结
第5章 以ZnO为模板ZnO@ZIF-8 核壳结构的制备与其脱硝性能
5.1 实验部分
5.1.1 试剂与材料
5.1.2 仪器与设备
5.1.3 材料表征测试
5.1.4 样品制备
5.1.5 脱硝性能与测试
5.2 ZnO@ZIF-8 核壳结构的制备及优选
5.2.1 ZnO@ZIF-8 生长条件初探
5.2.2 合成时间对ZnO@ZIF-8 形貌影响分析
5.2.3 合成时间对ZnO@ZIF-8 结构影响分析
5.2.4 合成时间对ZnO@ZIF-8 孔隙结构影响分析
5.2.5 合成时间对ZnO@ZIF-8 晶体结构影响分析
5.2.6 ZnO@ZIF-8 的热稳定性分析
5.2.7 合成时间对ZnO@ZIF-8 脱硝效率影响分析
5.3 本章小结
结论
参考文献
致谢
攻读硕士期间发表（含录用）的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国能源产业十年回顾与展望[J]. 本刊编辑部. 能源. 2018(Z1)
[2]ZnO纳米片光催化修复砷污染土壤研究[J]. 梁璨. 化肥设计. 2018(05)
[3]Ce掺杂ZnO光催化氧化脱硫性能[J]. 梁鹏举,管荣新,王伟华,秦少伟,穆金城,丁慧萍,姜建辉. 化工进展. 2018(12)
[4]火电机组锅炉运行对大气污染物排放控制措施探讨[J]. 孔令鹏. 科学技术创新. 2018(29)
[5]Effects of synthesis methods on catalytic activities of CoOx–TiO2 for low-temperature NH3-SCR of NO[J]. Li Zhu,Yiqing Zeng,Shule Zhang,Jinli Deng,Qin Zhong. Journal of Environmental Sciences. 2017(04)
[6]ZIF-8基多孔碳的制备及吸附性能[J]. 王春宇,张晶,张青云,徐炳乾,杜艳. 化工进展. 2017(01)
[7]并流沉淀法合成Fe掺杂ZnO及其光催化脱氮性能[J]. 孟庆明,王鉴. 化工学报. 2017(01)
博士论文
[1]烟气脱硫脱硝关键技术研发及工程应用研究[D]. 徐海涛.东南大学 2016
[2]ZIF-8包覆的核—壳结构材料的合成及其应用[D]. 张通.大连理工大学 2015
[3]高速直喷柴油机混合气形成动态特性及其对燃烧过程的影响[D]. 田维.吉林大学 2010
[4]Mn/TiO2系列低温SCR脱硝催化剂制备及其反应机理研究[D]. 江博琼.浙江大学 2008
硕士论文
[1]基于ZnO纳米棒阵列自驱动紫外探测器制备与性能[D]. 彭晓丽.浙江大学 2018
[2]ZIF-8碳化的多孔碳吸附/电增强吸附磺胺甲恶唑的研究[D]. 李雨昕.大连理工大学 2017
[3]运城电厂脱硝改造研究[D]. 于洋.华北电力大学 2016
[4]中国大陆区域2020、2030年SO2、NOx排放总量情景预测[D]. 鱼智霞.西安建筑科技大学 2016
[5]金属有机骨架（Cu-MOF）催化NH3-SCR反应去除NO的研究[D]. 刘震震.大连理工大学 2016
[6]基于ZnO纳米阵列的光电及光催化性能研究[D]. 靳柄军.兰州理工大学 2016
[7]金属有机骨架材料MOF-74的制备及低温SCR脱硝性能研究[D]. 王慧琴.天津大学 2015
[8]ZnO光催化氧化烟气中NO的装置设计及其催化性能研究[D]. 董慧科.中北大学 2015
[9]MOFs的制备及其低温NH3-SCR脱硝性能研究[D]. 张浩.大连理工大学 2014
[10]低温SCR锰基分子筛催化剂的制备与性能研究[D]. 付婧媛.西安建筑科技大学 2014
本文编号：2936736
【文章来源】：沈阳航空航天大学辽宁省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
x的来源、危害及排放现状"> 1.1 NOx的来源、危害及排放现状
x的来源及危害"> 1.1.1 NOx的来源及危害
x的排放现状"> 1.1.2 NOx的排放现状
x生成机理"> 1.1.3 燃煤电厂NOx生成机理
3-SCR脱硝技术"> 1.2 NH3-SCR脱硝技术
3-SCR反应原理"> 1.2.1 NH3-SCR反应原理
3-SCR布置方式"> 1.2.2 NH3-SCR布置方式
1.3 低温SCR脱硝催化剂研究
2为载体的催化剂"> 1.3.1 以TiO2为载体的催化剂
2O3为载体的催化剂"> 1.3.2 以Al2O3为载体的催化剂
1.3.3 以碳基为载体的催化剂
1.3.4 以分子筛为载体的催化剂
1.3.5 金属有机骨架材料
1.4 氧化锌纳米材料简介
1.4.1 氧化锌简介
1.4.2 ZnO的催化应用
1.4.3 ZnO纳米棒阵列的合成方法
1.5 选题依据与研究内容
1.5.1 选题依据
1.5.2 研究内容与研究路线
第2章 Zn O纳米棒阵列/堇青石载体的制备及其结构分析
2.1 实验部分
2.1.1 试剂与材料
2.1.2 仪器与设备
2.1.3 材料表征测试
2.1.4 样品制备
2.2 ZnO纳米棒阵列/堇青石载体的制备
2.2.1 前驱液浓度和晶种浓度对ZnO纳米棒阵列/堇青石载体的影响
2.2.2 表面活性剂的量对ZnO纳米棒阵列/堇青石载体的影响
2.3 ZnO纳米棒阵列/堇青石载体的理化性质
2.3.1 ZnO纳米棒阵列/堇青石载体的孔隙结构分析
2.3.2 ZnO纳米棒阵列/堇青石载体的晶型结构分析
2.4 本章小结
x-ZnO/堇青石复合脱硝催化剂的制备与其脱硝性能">第3章 MnOx-ZnO/堇青石复合脱硝催化剂的制备与其脱硝性能
3.1 实验部分
3.1.1 试剂与材料
3.1.2 仪器与设备
3.1.3 材料表征测试
3.1.4 样品制备
3.1.5 脱硝性能与测试
x-ZnO复合脱硝催化剂的微观形貌与其脱硝性能分析"> 3.2 MnOx-ZnO复合脱硝催化剂的微观形貌与其脱硝性能分析
x-ZnO微观形貌分析"> 3.2.1 MnOx-ZnO微观形貌分析
x-ZnO脱硝性能分析"> 3.2.2 MnOx-ZnO脱硝性能分析
x-ZnO与 MnOx-TiO2 脱硝催化剂理化性质对比分析"> 3.3 MnOx-ZnO与 MnOx-TiO2 脱硝催化剂理化性质对比分析
3.3.1 载体对催化剂脱硝效率影响分析
3.3.2 载体对催化剂孔隙结构影响分析
3.3.3 载体对催化剂晶体结构影响分析
3.3.4 载体对催化剂活性组分影响分析
3.3.5 载体对催化剂还原能力影响分析
3.3.6 载体对催化剂表面酸性强弱影响分析
x-ZnO脱硝催化剂机理分析"> 3.4 MnOx-ZnO脱硝催化剂机理分析
3 吸附"> 3.4.1 NH3 吸附
2 吸附"> 3.4.2 NO+O2 吸附
3与NO+O2表面反应"> 3.4.3 吸附态NH3与NO+O2表面反应
x与NH3表面反应"> 3.4.4 吸附态NOx与NH3表面反应
3.4.5 机理分析
3.5 本章小结
第4章 ZnO纳米棒阵列/钛片载体的制备及其结构分析
4.1 实验部分
4.1.1 试剂与材料
4.1.2 仪器与设备
4.1.3 材料表征测试
4.1.4 样品制备
4.2 ZnO纳米棒阵列/钛片载体的制备
4.2.1 晶种浓度对ZnO纳米棒阵列/钛片载体的影响
4.2.2 前驱液浓度对ZnO纳米棒阵列/钛片载体的影响
4.2.3 表面活性剂对ZnO纳米棒阵列/钛片载体的影响
4.3 ZnO纳米棒阵列/钛片载体的理化性质
4.3.1 ZnO纳米棒阵列/钛片载体的孔隙结构分析
4.3.2 ZnO纳米棒阵列/钛片载体的晶型结构分析
4.4 本章小结
第5章 以ZnO为模板ZnO@ZIF-8 核壳结构的制备与其脱硝性能
5.1 实验部分
5.1.1 试剂与材料
5.1.2 仪器与设备
5.1.3 材料表征测试
5.1.4 样品制备
5.1.5 脱硝性能与测试
5.2 ZnO@ZIF-8 核壳结构的制备及优选
5.2.1 ZnO@ZIF-8 生长条件初探
5.2.2 合成时间对ZnO@ZIF-8 形貌影响分析
5.2.3 合成时间对ZnO@ZIF-8 结构影响分析
5.2.4 合成时间对ZnO@ZIF-8 孔隙结构影响分析
5.2.5 合成时间对ZnO@ZIF-8 晶体结构影响分析
5.2.6 ZnO@ZIF-8 的热稳定性分析
5.2.7 合成时间对ZnO@ZIF-8 脱硝效率影响分析
5.3 本章小结
结论
参考文献
致谢
攻读硕士期间发表（含录用）的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国能源产业十年回顾与展望[J]. 本刊编辑部. 能源. 2018(Z1)
[2]ZnO纳米片光催化修复砷污染土壤研究[J]. 梁璨. 化肥设计. 2018(05)
[3]Ce掺杂ZnO光催化氧化脱硫性能[J]. 梁鹏举,管荣新,王伟华,秦少伟,穆金城,丁慧萍,姜建辉. 化工进展. 2018(12)
[4]火电机组锅炉运行对大气污染物排放控制措施探讨[J]. 孔令鹏. 科学技术创新. 2018(29)
[5]Effects of synthesis methods on catalytic activities of CoOx–TiO2 for low-temperature NH3-SCR of NO[J]. Li Zhu,Yiqing Zeng,Shule Zhang,Jinli Deng,Qin Zhong. Journal of Environmental Sciences. 2017(04)
[6]ZIF-8基多孔碳的制备及吸附性能[J]. 王春宇,张晶,张青云,徐炳乾,杜艳. 化工进展. 2017(01)
[7]并流沉淀法合成Fe掺杂ZnO及其光催化脱氮性能[J]. 孟庆明,王鉴. 化工学报. 2017(01)
博士论文
[1]烟气脱硫脱硝关键技术研发及工程应用研究[D]. 徐海涛.东南大学 2016
[2]ZIF-8包覆的核—壳结构材料的合成及其应用[D]. 张通.大连理工大学 2015
[3]高速直喷柴油机混合气形成动态特性及其对燃烧过程的影响[D]. 田维.吉林大学 2010
[4]Mn/TiO2系列低温SCR脱硝催化剂制备及其反应机理研究[D]. 江博琼.浙江大学 2008
硕士论文
[1]基于ZnO纳米棒阵列自驱动紫外探测器制备与性能[D]. 彭晓丽.浙江大学 2018
[2]ZIF-8碳化的多孔碳吸附/电增强吸附磺胺甲恶唑的研究[D]. 李雨昕.大连理工大学 2017
[3]运城电厂脱硝改造研究[D]. 于洋.华北电力大学 2016
[4]中国大陆区域2020、2030年SO2、NOx排放总量情景预测[D]. 鱼智霞.西安建筑科技大学 2016
[5]金属有机骨架（Cu-MOF）催化NH3-SCR反应去除NO的研究[D]. 刘震震.大连理工大学 2016
[6]基于ZnO纳米阵列的光电及光催化性能研究[D]. 靳柄军.兰州理工大学 2016
[7]金属有机骨架材料MOF-74的制备及低温SCR脱硝性能研究[D]. 王慧琴.天津大学 2015
[8]ZnO光催化氧化烟气中NO的装置设计及其催化性能研究[D]. 董慧科.中北大学 2015
[9]MOFs的制备及其低温NH3-SCR脱硝性能研究[D]. 张浩.大连理工大学 2014
[10]低温SCR锰基分子筛催化剂的制备与性能研究[D]. 付婧媛.西安建筑科技大学 2014
本文编号：2936736
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