用于碳烟催化消除的整体式过渡金属氧化物催化剂的研究

发布时间：2021-02-13 03:09

　　柴油机尾气中的碳烟颗粒物（soot）对大气环境和人体健康造成了严重的危害,因此,限制柴油机尾气中碳烟颗粒的排放迫在眉睫。目前,最有效的碳烟消除途径是将催化燃烧技术与过滤捕集技术相结合的机外净化技术。由于碳烟的颗粒尺寸比较大（25¹00 nm）,很难进入传统粉体催化剂的介孔和微孔的孔道内,使得碳烟颗粒与催化剂之间的接触机率较低,从而限制了催化剂的催化碳烟燃烧效率。为提高催化剂与碳烟颗粒的接触效率,本文致力于开发具有空间开放大孔结构的整体式金属氧化物催化剂,进而提高催化剂催化碳烟燃烧的活性首先,采用水热法制备了二氧化铈超薄纳米带整体式催化剂（CeO₂-NA）,纳米带之间的空隙大幅增加了在重力沉降模式下催化剂与碳烟的接触机会,通过计算可知碳烟与CeO₂-NA催化剂的接触效率（Cc）是与粉体催化剂接触效率的122倍,此外,CeO₂-NA催化剂比传统的二氧化铈纳米颗粒（CeO₂-NP）及二氧化铈纳米棒（CeO₂-NR）具有更高的氧化还原能力和本征活性（TOF）、更多... 

【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】：156 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 研究背景
    1.1 汽车尾气污染
    1.2 汽车尾气排放标准
    1.3 汽车尾气污染控制技术
第二章 文献综述
    2.1 催化碳烟燃烧
        2.1.1 反应原理
        2.1.2 反应动力学
        2.1.3 铈基催化剂催化碳烟燃烧反应动力学
    2.2 催化碳烟氧化活性评价
    2.3 氧物种的移动性
        2.3.1 长程氧化中间体
        2.3.2 短程氧化中间体
    2.4 碳烟氧化催化剂
        2.4.1 粉体催化剂
        2.4.2 整体式催化剂
    2.5 论文工作设计
        2.5.1 论文选题依据
        2.5.2 论文的主要内容
2 超薄纳米带阵列基催化剂催化碳烟燃烧性能的研究">第三章 CeO₂ 超薄纳米带阵列基催化剂催化碳烟燃烧性能的研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验试剂与仪器
        3.2.2 催化剂制备
        3.2.3 催化剂表征方法
        3.2.4 催化剂活性测试
        3.2.5 等温动力学测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 XRD和 UV-vis DRS结果
        3.3.2 SEM和 TEM结果
        3.3.3 Raman结果
        3.3.4 XPS结果
        3.3.5 Soot-TPR结果
        3.3.6 催化碳烟燃烧性能结果
2 -NA合成机理和催化碳烟燃烧机理">        3.3.7 催化剂CeO₂ -NA合成机理和催化碳烟燃烧机理
    3.4 本章小结
第四章 整体式过渡金属氧化物纳米片在重力沉降模式下催化消除碳烟的研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验试剂与仪器
        4.2.2 催化剂制备
        4.2.3 催化剂表征方法
        4.2.4 催化剂活性测试
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 XRD和 XANES结果
        4.3.2 SEM和 TEM结果
2-TPR结果">        4.3.3 H₂-TPR结果
        4.3.4 XPS结果
        4.3.5 Soot-TPR结果
        4.3.6 催化碳烟燃烧活性测试
    4.4 本章小结
第五章 xCo/Fe-NS催化剂在自捕集接触模式下催化消除碳烟的研究
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 实验试剂与仪器
        5.2.2 催化剂制备
        5.2.3 催化剂表征方法
        5.2.4 催化剂活性测试
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 XRD结果
        5.3.2 XANES结果
        5.3.3 SEM和 TEM结果
        5.3.4 Soot-TPR结果
        5.3.5 XPS结果
        5.3.6 催化碳烟燃烧的活性测试
        5.3.7 等温动力学测试结果
        5.3.8 催化剂稳定性测试结果
x对催化碳烟燃烧活性的影响">        5.3.9 NO_x对催化碳烟燃烧活性的影响
        5.3.10 催化剂xCo/Fe-NS的合成过程以及反应机理探讨
    5.4 本章小结
3O₄ 纳米线整体式催化剂催化消除碳烟的研究">第六章 K促进的Co₃O₄ 纳米线整体式催化剂催化消除碳烟的研究
    6.1 引言
    6.2 实验部分
        6.2.1 实验试剂与仪器
        6.2.2 催化剂制备
        6.2.3 催化剂表征方法
        6.2.4 催化剂活性测试
    6.3 结果与讨论
        6.3.1 XRD和 EXAFS结果
        6.3.2 SEM和 TEM结果
        6.3.3 XPS结果
        6.3.4 Soot-TPR结果
        6.3.5 催化碳烟燃烧活性结果
        6.3.6 催化剂合成路径以及催化碳烟燃烧机理探讨
    6.4 本章小结
第七章 结论与展望
    7.1 主要结论
    7.2 本工作创新点
    7.3 展望
参考文献
发表论文和科研情况说明
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]柴油车尾气排放控制技术进展[J]. 王建强,杨建军,高继东,马杰,刘双喜,高海洋.  科技导报. 2011(11)
[2]柴油车尾气碳烟颗粒催化消除研究进展[J]. 李倩,王仲鹏,孟明,张昭良.  环境化学. 2011(01)
[3]汽车尾气污染及其控制技术[J]. 耿永生.  环境科学导刊. 2010(06)
[4]柴油车尾气微粒捕集器技术研究现状及发展趋势[J]. 王逢瑚,郭秀荣,马岩,杜丹丰.  小型内燃机与摩托车. 2010(01)
[5]柴油车尾气排放污染控制技术综述[J]. 贺泓,翁端,资新运.  环境科学. 2007(06)
[6]我国低纬度、亚热带地区的降水化学及其雨水酸化趋势分析[J]. 齐立文,王文兴.  环境科学研究. 1995(01)



本文编号：3031869