锰系复合氧化物助燃脱硝性能研究

发布时间：2020-06-15 03:19

【摘要】：本文采用柠檬酸法制备了锰系复合氧化物催化剂,用XRD、H_2-TPR、XPS、SEM和EDS等手段进行表征;采用自组装连续固定床微反装置对催化剂的催化氧化CO及CO催化还原NO性能进行评价。实验制备的锰系复合氧化物催化剂中,MnO_x主要以Mn_3O_4物相存在。Mn-Zr-O复合氧化物中,Zr占比的增加会促进Mn_3O_4物相的分散,相应的Mn_3O_4物相平均晶粒度减小,Mn_3O_4物相和ZrO_2氧物种叠加还原的H_2-TPR还原峰温度向低温区偏移;增大Cu/Zr摩尔比值引起CuMn_2O_4物相平均晶粒度增大,Mn_3O_4物相平均晶粒度减小,相应的H_2-TPR还原峰温度向低温区偏移;Ce/Zr摩尔比值的增加导致相应的Mn_3O_4物相平均晶粒度减小,H_2-TPR还原峰温度向低温区偏移;La/Zr摩尔比值增加促进Mn_3O_4物相的分散,降低其平均晶粒度,H_2-TPR还原峰温度向低温区偏移;XPS表征结果显示,实验制备的Mn-Zr-O、Mn-Cu-Zr-O和Mn-Cu-Ce-Zr-O复合氧化物中(Mn~(3+)+Mn~(4+))含量和表面吸附氧(O_A)含量由小到大的排列顺序为Mn-Zr-OMn-Cu-Zr-OMn-Cu-Ce-Zr-O;SEM与EDS表征结果显示,Mn-Zr-O、Mn-Cu-Zr-O、Mn-Cu-Ce-Zr-O和Mn-Cu-La-Zr-O复合氧化物中,无明显富集状态,催化剂中活性组分均匀分散。催化剂性能评价结果表明,Ce、La的添加可以提高锰基复合氧化物的催化氧化CO活性,但对CO催化还原NO活性的影响较小,Cu的添加可以提高催化剂的CO催化还原NO活性;Mn-Cu-Ce-Zr-O和Mn-Cu-Ce-La-O复合氧化物催化氧化CO低温活性有所下降,但CO催化还原NO活性明显有所提高,(Mn_8Cu_2)_8(Ce_5Zr_5)_2O复合氧化物350℃反应温度下的NO转化率达到了91.70%,(Mn_8Cu_2)_8(La_5Zr_5)_2O和(Mn_8Cu_2)_8(La_7Zr_3)_2O复合氧化物350℃反应温度下的NO转化率达到了96%以上,表现出较好的CO催化还原NO活性。
【学位授予单位】：北京石油化工学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X701;O643.36
【图文】：

复合氧化物,图谱,原子比

图 3-23 不同复合氧化物的 SEM 和 EDS 图谱-放大 10000 倍Figure 3-23 SEM and EDS images of different oxides at 10000 times图 3-23(a)~(d)分别为 Mn8Zr2O、(Mn8Cu2)8Zr20O、(Mn8Cu2)8(Ce5Zr5)2O、(Mn8Cu2)8(La5Zr5)2O 复合氧化物样品放大 10000 倍的 SEM 扫描电镜图像。可以发现 Mn-Zr-O、Mn-Cu-Zr-O 复合氧化物的 SEM 形貌差别较小，Mn-Cu-Ce-Zr-O、Mn-Cu-La-Zr-O 复合氧化物的 SEM 形貌颗粒粒度更加细致。在 Mn-Zr-O 复合氧化物选取三个不同微区进行 EDS 面扫描，测试其分布状态。制备 Mn-Zr-O 复合氧化物过程中，Mn/Zr 理论摩尔比为 4:1，即原子比为 4:1，Mn-Zr-O 复合氧化物三个微区 EDS 定量分析结果中，三次 Mn/Zr 原子比分别为 4.12、3.85、4.39，与理论原子比 4:1 基本一致，表明催化剂活性组分分布较为均匀；制备 Mn-Cu-Zr-O复合氧化物过程中，Mn:Cu:Zr 理论摩尔比为 4:1:1.25，即原子比为 4:1:1.25，Mn-Cu-Zr-O 复合氧化物三个微区 EDS 定量分析结果中，三次原子比分别为4.06:1:1.27，4.18:1:1.23，3.93:1:1.28，与理论原子比较为接近，Mn-Cu-Zr-O 复合氧化物的活性组分分布也较为均匀；制备 Mn-Cu-Ce-Zr-O 复合氧化物过程中，

【参考文献】