Ba-Mn基钙钛矿及其负载型Ba/Mn/TiO 2 -x （x=Al 2 O 3 /SiO 2 /ZrO 2 ） NOx
发布时间：2020-12-06 22:53
NOx储存还原（NSR）技术是最有前景的稀燃氮氧化物消除技术。本文系统研究了以Ba-Mn为基础的钙钛矿型和负载型NSR催化剂,采用XRD、TG-MS、BET、H2-TPR、NOx-TPD、in-situ DRIFT等多种表征技术详细考察了催化剂的NOx储存能力、热稳定性和抗硫能力,对NOx的储存模式进行了深入研究。采用柠檬酸络合法制备了BaMnO3系列钙钛矿催化剂。300℃时,亚硝酸盐到硝酸盐的转化速率远大于硝酸盐和亚硝酸盐的分解速率,NOx在BaMnO3催化剂上的NSC值最高。掺杂不同比例的B位元素Cu/Mg/Fe后发现,Cu/Mg对催化剂结构和储存性能影响不大,Fe可以进入到BaMnO3钙钛矿晶格中,增加了氧空位,Fe掺杂比例为0.4时,催化剂对NOx的储存能力大大提高。NOx在BaMnO3表面的吸附物种随温度和时间发生转变,Fe部分取代后不改变NOx吸附的反应历程。低温下（≤200℃）,NOx在表面的吸附主要以亚硝酸盐形式存在;200℃左右,表面硝酸盐物种逐渐脱附或歧化反...
【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：126 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
引言
第一章 研究背景简介
1.1 汽车尾气污染
1.1.1 一氧化碳（CO）
1.1.2 碳氢化合物（HC）
1.1.3 微粒（PM）
1.1.4 氮氧化物（NOx）
1.2 汽车尾气排放法规
1.3 稀薄燃烧系统
第二章 文献综述
2.1 NO直接催化分解技术
2.1.1 金属氧化物催化剂
2.1.2 分子筛催化剂
2.1.3 贵金属催化剂
2.2 NOx选择性催化还原技术（SCR）
3 /尿素-SCR法"> 2.2.1 NH3 /尿素-SCR法
2.2.2 HC-SCR法
2.2.2.1 金属氧化物催化剂
2.2.2.2 分子筛催化剂
2.2.2.3 贵金属催化剂
2.2.2.4 复合催化剂
2.2.2.5 HC-SCR反应机理
2.3 DeNOx辅助技术
2.4 NOx储存还原催化技术（NSR）
2.4.1 反应条件和气氛的影响
2 和O2 浓度的影响"> 2.4.1.1 NO、NO2 和O2 浓度的影响
2.4.1.2 反应温度的影响
2O和CO2）的影响"> 2.4.1.3 反应气氛（H2O和CO2）的影响
2.4.1.4 还原剂的影响
2.4.2 PBA体系NSR催化剂
2.4.2.1 贵金属组分的设计
2.4.2.2 储存组分的设计
2.4.2.3 载体的设计
3）氧化物催化剂"> 2.4.3 钙钛矿型（ABO3）氧化物催化剂
2.4.3.1 钙钛矿型复合氧化物的结构特征
2.4.3.2 钙钛矿型复合氧化物的组分设计
2.4.3.3 大比表面积和高分散钙钛矿的制备
2.4.3.4 钙钛矿型氧化物在催化领域的应用
2.4.4 NOx储存－还原机理
2.4.5 NSR催化剂的失活问题
2.5 本课题研究目的、研究内容和创新点
2.5.1 研究目的
2.5.2 研究内容
2.5.3 论文创新点
第三章 Ba-Mn-O钙钛矿型NSR催化剂研究
引言
3.1 实验部分
3.1.1 实验药品和气体
3.1.2 催化剂制备
3.1.3 催化剂表征
3.1.4 NOx吸附－脱附能力的考察
3.1.4.1 NOx储存量（NSC值）的测定
3.1.4.2 NOx程序升温脱附（NOx-TPD）
3.2 Ba-Mn-O钙钛矿研究
3.2.1 TG-DTA结果
3.2.2 XRD结果
3.2 3 Ba-Mn-O氧化物的NOx储存性能（NSC值测定）
3.2.3.1 不同焙烧温度样品的NSC结果
3.2.3.2 800℃焙烧样品在不同温度下的NSC结果
3.2.4 In-situ DRIFT结果
3.2.5 800℃焙烧样品在不同温度下的NOx-TPD结果
3.3 Ba-Mn-X-O（X=Cu/Mg/Fe）钙钛矿研究
3.3.1 不同掺杂比例Ba-Mn-X-O（X=Cu/Mg/Fe）样品的XRD结果
3.3.2 Ba-Mn-O氧化物的NOx储存性能（NSC值测定）
3.4 Ba-Mn-Fe（x）-O钙钛矿研究
2-TPR结果"> 3.4.1 H2-TPR结果
2-TPD结果"> 3.4.2 O2-TPD结果
3.4.3 NSC测定结果
3.4.4 NOx-TPD结果
3.4.5 In-situ DRIFT 结果
3.5 本章小结
2-X（Al2O3/SiO2/ZrO2）负载型NSR催化剂研究">第四章 Ba/Mn/TiO2-X（Al2O3/SiO2/ZrO2）负载型NSR催化剂研究
引言
4.1 实验部分
4.1.1 实验药品和气体
4.1.2 催化剂制备
4.1.3 催化剂表征
4.1.4 NOx储存和抗硫性能测试
2-Al2O3/TiO2-SiO2 /TiO2-ZrO2 复合氧化物载体研究"> 4.2 TiO2-Al2O3/TiO2-SiO2 /TiO2-ZrO2 复合氧化物载体研究
4.2.1 XRD结果
4.2.2 比表面积和孔径结果
3-TPD结果"> 4.2.3 NH3-TPD结果
2-X（Al2O3/SiO2/ZrO2）催化剂结构和储存性能研究"> 4.3 Ba/Mn/TiO2-X（Al2O3/SiO2/ZrO2）催化剂结构和储存性能研究
4.3.1 XRD结果
4.3.2 比表面积和孔径结果
4.3.3 TG-MS结果
4.3.4 TPR结果
4.3.5 XPS结果
4.3.6 NSC测定结果
4.3.7 In-situ DRIFT 结果
2-X（Al2O3/SiO2/ZrO2）催化剂热稳定性研究"> 4.4 Ba/Mn/TiO2-X（Al2O3/SiO2/ZrO2）催化剂热稳定性研究
4.4.1 XRD结果
4.4.2 比表面积和孔径结果
4.4.3 NSC测定结果
2-X（Al2O3/SiO2/ZrO2）催化剂抗硫能力研究"> 4.5 Ba/Mn/TiO2-X（Al2O3/SiO2/ZrO2）催化剂抗硫能力研究
4.5.1 XRD结果
4.5.2 XPS结果
4.5.3 TPR结果
4.5.4 NSC测定结果
4.5.5 In-situ DRIFT 结果
4.6 本章小结
2-ZrO2负载型NSR催化剂研究">第五章Pt-Mn/Ba/TiO2-ZrO2负载型NSR催化剂研究
引言
5.1 实验部分
5.1.1 实验药品和试剂
5.1.2 催化剂制备方法
5.1.3 催化剂表征技术
5.1.4 NOx储存能力（NSC值）测定
5.2 结果与讨论
5.2.1 XRD结果
5.2.2 TG-MS结果
2-TPR结果"> 5.2.3 H2-TPR结果
5.2.4 比表面积和孔径结果
5.2.5 NSC结果
5.2.6 EXAFS结果
5.3 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]载体焙烧温度对NOx储存还原催化剂K/Pt/TiO2-ZrO2结构与性能的影响[J]. 刘咏,孟明,郭丽红,查宇清. 催化学报. 2007(10)
[2]贫燃条件下净化汽车尾气中NO_x的金属氧化物催化剂的研究进展[J]. 张俊豪,郭锡坤,贺璇. 精细与专用化学品. 2004(Z1)
[3]BaFeO3和BaCeO3钙钛矿型氧化物的储氮性能[J]. 陈加福,孟明,林培琰,李新刚,伏义路,俞寿明. 催化学报. 2003(06)
[4]Co助剂对稀燃NOx阱Pt/Ba-Al-O结构和性能的影响[J]. 李新刚,孟明,林培琰,陈加福,伏义路,俞寿明,谢亚宁,胡天斗. 催化学报. 2002(05)
[5]我国汽车污染控制技术政策概述[J]. 姜鹏明. 中国环保产业. 2001(01)
[6]汽车尾气催化剂的应用和展望[J]. 夏耀勤,王敬生. 汽车工艺与材料. 2000(01)
[7]贫燃NO_X选择性催化还原技术及其研究进展[J]. 朱兵,李平. 化学世界. 1999(06)
[8]La-Ba-Cu复合氧化物在催化消除NO反应中催化性能的研究[J]. 刘钰,杨向光,赵震,吴越. 高等学校化学学报. 1998(03)
本文编号：2902135
【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：126 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
引言
第一章 研究背景简介
1.1 汽车尾气污染
1.1.1 一氧化碳（CO）
1.1.2 碳氢化合物（HC）
1.1.3 微粒（PM）
1.1.4 氮氧化物（NOx）
1.2 汽车尾气排放法规
1.3 稀薄燃烧系统
第二章 文献综述
2.1 NO直接催化分解技术
2.1.1 金属氧化物催化剂
2.1.2 分子筛催化剂
2.1.3 贵金属催化剂
2.2 NOx选择性催化还原技术（SCR）
3 /尿素-SCR法"> 2.2.1 NH3 /尿素-SCR法
2.2.2 HC-SCR法
2.2.2.1 金属氧化物催化剂
2.2.2.2 分子筛催化剂
2.2.2.3 贵金属催化剂
2.2.2.4 复合催化剂
2.2.2.5 HC-SCR反应机理
2.3 DeNOx辅助技术
2.4 NOx储存还原催化技术（NSR）
2.4.1 反应条件和气氛的影响
2 和O2 浓度的影响"> 2.4.1.1 NO、NO2 和O2 浓度的影响
2.4.1.2 反应温度的影响
2O和CO2）的影响"> 2.4.1.3 反应气氛（H2O和CO2）的影响
2.4.1.4 还原剂的影响
2.4.2 PBA体系NSR催化剂
2.4.2.1 贵金属组分的设计
2.4.2.2 储存组分的设计
2.4.2.3 载体的设计
3）氧化物催化剂"> 2.4.3 钙钛矿型（ABO3）氧化物催化剂
2.4.3.1 钙钛矿型复合氧化物的结构特征
2.4.3.2 钙钛矿型复合氧化物的组分设计
2.4.3.3 大比表面积和高分散钙钛矿的制备
2.4.3.4 钙钛矿型氧化物在催化领域的应用
2.4.4 NOx储存－还原机理
2.4.5 NSR催化剂的失活问题
2.5 本课题研究目的、研究内容和创新点
2.5.1 研究目的
2.5.2 研究内容
2.5.3 论文创新点
第三章 Ba-Mn-O钙钛矿型NSR催化剂研究
引言
3.1 实验部分
3.1.1 实验药品和气体
3.1.2 催化剂制备
3.1.3 催化剂表征
3.1.4 NOx吸附－脱附能力的考察
3.1.4.1 NOx储存量（NSC值）的测定
3.1.4.2 NOx程序升温脱附（NOx-TPD）
3.2 Ba-Mn-O钙钛矿研究
3.2.1 TG-DTA结果
3.2.2 XRD结果
3.2 3 Ba-Mn-O氧化物的NOx储存性能（NSC值测定）
3.2.3.1 不同焙烧温度样品的NSC结果
3.2.3.2 800℃焙烧样品在不同温度下的NSC结果
3.2.4 In-situ DRIFT结果
3.2.5 800℃焙烧样品在不同温度下的NOx-TPD结果
3.3 Ba-Mn-X-O（X=Cu/Mg/Fe）钙钛矿研究
3.3.1 不同掺杂比例Ba-Mn-X-O（X=Cu/Mg/Fe）样品的XRD结果
3.3.2 Ba-Mn-O氧化物的NOx储存性能（NSC值测定）
3.4 Ba-Mn-Fe（x）-O钙钛矿研究
2-TPR结果"> 3.4.1 H2-TPR结果
2-TPD结果"> 3.4.2 O2-TPD结果
3.4.3 NSC测定结果
3.4.4 NOx-TPD结果
3.4.5 In-situ DRIFT 结果
3.5 本章小结
2-X（Al2O3/SiO2/ZrO2）负载型NSR催化剂研究">第四章 Ba/Mn/TiO2-X（Al2O3/SiO2/ZrO2）负载型NSR催化剂研究
引言
4.1 实验部分
4.1.1 实验药品和气体
4.1.2 催化剂制备
4.1.3 催化剂表征
4.1.4 NOx储存和抗硫性能测试
2-Al2O3/TiO2-SiO2 /TiO2-ZrO2 复合氧化物载体研究"> 4.2 TiO2-Al2O3/TiO2-SiO2 /TiO2-ZrO2 复合氧化物载体研究
4.2.1 XRD结果
4.2.2 比表面积和孔径结果
3-TPD结果"> 4.2.3 NH3-TPD结果
2-X（Al2O3/SiO2/ZrO2）催化剂结构和储存性能研究"> 4.3 Ba/Mn/TiO2-X（Al2O3/SiO2/ZrO2）催化剂结构和储存性能研究
4.3.1 XRD结果
4.3.2 比表面积和孔径结果
4.3.3 TG-MS结果
4.3.4 TPR结果
4.3.5 XPS结果
4.3.6 NSC测定结果
4.3.7 In-situ DRIFT 结果
2-X（Al2O3/SiO2/ZrO2）催化剂热稳定性研究"> 4.4 Ba/Mn/TiO2-X（Al2O3/SiO2/ZrO2）催化剂热稳定性研究
4.4.1 XRD结果
4.4.2 比表面积和孔径结果
4.4.3 NSC测定结果
2-X（Al2O3/SiO2/ZrO2）催化剂抗硫能力研究"> 4.5 Ba/Mn/TiO2-X（Al2O3/SiO2/ZrO2）催化剂抗硫能力研究
4.5.1 XRD结果
4.5.2 XPS结果
4.5.3 TPR结果
4.5.4 NSC测定结果
4.5.5 In-situ DRIFT 结果
4.6 本章小结
2-ZrO2负载型NSR催化剂研究">第五章Pt-Mn/Ba/TiO2-ZrO2负载型NSR催化剂研究
引言
5.1 实验部分
5.1.1 实验药品和试剂
5.1.2 催化剂制备方法
5.1.3 催化剂表征技术
5.1.4 NOx储存能力（NSC值）测定
5.2 结果与讨论
5.2.1 XRD结果
5.2.2 TG-MS结果
2-TPR结果"> 5.2.3 H2-TPR结果
5.2.4 比表面积和孔径结果
5.2.5 NSC结果
5.2.6 EXAFS结果
5.3 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]载体焙烧温度对NOx储存还原催化剂K/Pt/TiO2-ZrO2结构与性能的影响[J]. 刘咏,孟明,郭丽红,查宇清. 催化学报. 2007(10)
[2]贫燃条件下净化汽车尾气中NO_x的金属氧化物催化剂的研究进展[J]. 张俊豪,郭锡坤,贺璇. 精细与专用化学品. 2004(Z1)
[3]BaFeO3和BaCeO3钙钛矿型氧化物的储氮性能[J]. 陈加福,孟明,林培琰,李新刚,伏义路,俞寿明. 催化学报. 2003(06)
[4]Co助剂对稀燃NOx阱Pt/Ba-Al-O结构和性能的影响[J]. 李新刚,孟明,林培琰,陈加福,伏义路,俞寿明,谢亚宁,胡天斗. 催化学报. 2002(05)
[5]我国汽车污染控制技术政策概述[J]. 姜鹏明. 中国环保产业. 2001(01)
[6]汽车尾气催化剂的应用和展望[J]. 夏耀勤,王敬生. 汽车工艺与材料. 2000(01)
[7]贫燃NO_X选择性催化还原技术及其研究进展[J]. 朱兵,李平. 化学世界. 1999(06)
[8]La-Ba-Cu复合氧化物在催化消除NO反应中催化性能的研究[J]. 刘钰,杨向光,赵震,吴越. 高等学校化学学报. 1998(03)
本文编号：2902135
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