火焰燃烧法制备氧化铈基催化剂及其CO氧化性能研究

发布时间：2021-05-15 00:55

　　CO对大气环境和人体健康造成了严重的危害。近年来,随着人民生活水平的不断提高,居民对室内空气的品质要求越来越高,室内及封闭/半封闭空间的CO污染引起了广泛的重视。室内及封闭/半封闭空间的CO污染场所湿度大、污染气成分复杂且污染突发性强。活性组份与氧化铈载体之间的相互作用是决定CO催化活性和抗水性能的关键因素,然而对相互作用机制的了解还不够深入,并且当前的研究工作主要集中在相互作用对催化剂活性组份和载体的影响,而较少关注其对反应中间产物的影响。本文通过火焰燃烧法和掺杂调控了氧化铈基催化剂的氧缺陷浓度以及活性组份和载体之间的相互作用,制备了一系列具有高效CO催化活性和抗水性的氧化铈基催化剂以及快速去除CO的催化组件,并运用原位漫反射红外光谱捕捉了催化剂在CO氧化过程中的表面信息,探索了活性组份与氧化铈载体之间相互作用机制及其对反应中间产物的影响,从而深入理解了催化剂物理化学性能、反应中间产物以及催化活性三者之间的关系。主要内容及结果如下:（1）针对室内及封闭/半封闭空间湿度大的工况环境,制备了具有高效CO氧化活性和抗水性的CuO-Ce02催化剂。用乙酸铜和乙酸铈作为前驱物,丙酸为溶剂,采用... 

【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所)北京市

【文章页数】：141 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
符号说明
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 CO及其污染特点
        1.2.1 CO对环境和人体健康的影响
        1.2.2 室内及封闭/半封闭空间CO的污染特征
    1.3 CO催化氧化技术
    1.4 CO催化剂
        1.4.1 贵金属催化剂
        1.4.2 非贵金属催化剂
    1.5 氧化铈基催化剂催化氧化CO研究进展
        1.5.1 氧化铈结构特点
        1.5.2 氧化铈基催化剂催化CO反应机理和H_2O失活机制
        1.5.3 氧化铈基催化剂催化氧化CO研究进展
    1.6 火焰燃烧法制备催化剂
        1.6.1 火焰燃烧法制备粉体催化剂
        1.6.2 火焰燃烧法制备整体式催化剂
    1.7 火焰燃烧法制备CO催化剂及氧化铈基催化剂研究进展
        1.7.1 火焰燃烧法制备CO催化剂研究进展
        1.7.2 火焰燃烧法制备氧化铈基催化剂研究进展
    1.8 论文研究思路与研究内容
第2章 CuO-CeO_2催化剂高效催化CO及其抗水机制研究
    2.1 引言
    2.2 催化剂制备与表征
        2.2.1 实验材料
        2.2.2 主要仪器和检测设备
        2.2.3 催化剂制备
        2.2.4 催化剂理化性能表征
        2.2.5 催化氧化活性表征
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 催化剂微观结构
        2.3.2 催化剂表面化学性能
        2.3.3 催化剂氧化还原性能
        2.3.4 催化剂催化氧化行为
        2.3.5 CO和O_2共吸附原位漫反射红外光谱分析
    2.4 本章小结
第3章 Mn掺杂CuO-CeO_2催化剂催化氧化CO及其协同作用机制研究
    3.1 引言
    3.2 样品制备与表征
        3.2.1 实验材料
        3.2.2 主要仪器和检测设备
        3.2.3 催化剂制备
        3.2.4 催化剂理化性能表征
        3.2.5 催化氧化活性表征
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 催化剂性能
        3.3.2 催化性能评估
        3.3.3 催化剂的表面化学状态
        3.3.4 CO和O_2共吸附原位红外漫反射光谱分析
    3.4 本章小结
第4章 Zr掺杂Pd/CeO_2催化剂催化CO混合气研究
    4.1 引言
    4.2 催化剂制备与表征
        4.2.1 实验原料
        4.2.2 主要仪器和检测设备
        4.2.3 催化剂制备
        4.2.4 催化剂理化性能表征
        4.2.5 催化剂对CO混合气的催化活性表征
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 催化剂微观结构
        4.3.2 催化剂表面化学性能
        4.3.3 催化剂氧化还原性能
        4.3.4 催化剂的活性
    4.4 本章小结
第5章 金属整体式催化剂电热CO催化性能研究
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 实验材料
        5.2.2 主要仪器和检测设备
        5.2.3 催化剂制备
        5.2.4 催化剂理化性能表征
        5.2.5 催化氧化活性表征
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 催化剂涂层在FeCrAl基体上的结合力研究
        5.3.2 金属整体式催化剂的电热CO催化性能
    5.4 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 创新点
    6.3 展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]北方地区农村住宅室内空气污染现状分析[J]. 张玥,张宇,王志成.  化学与黏合. 2018(06)
[2]家用燃气灶具NOx和CO排放测试随机性分析[J]. 李文硕,张杨竣,于妍妍,王萌,于洪根.  煤气与热力. 2018(06)
[3]CO催化氧化催化剂活性成分研究进展[J]. 胡玲,张海东,王小菡,申渝,陈佳.  材料导报. 2016(21)
[4]天然气组分对家用灶具污染物排放的影响[J]. 秦朝葵,陈楠楠.  城市燃气. 2015(11)
[5]装甲车辆舱室内一氧化碳气体净化实验研究[J]. 王学友,杨智,张伟,张香莉,柴渭莉,李毅.  军事医学. 2015(09)
[6]纳米CeO2的催化基础及应用研究进展[J]. 王艳杰,刘瑞,吕广明,孙聆东,黄云辉,严纯华.  中国稀土学报. 2014(03)
[7]三种类型蚊香烟雾对室内空气污染的研究[J]. 黄瑜琳,蒋晨,陈宇炼.  职业与健康. 2013(12)
[8]湿热季地下车库诱导射流改善表面结露和CO污染[J]. 高军,宋天珩,房艳兵,陈明.  同济大学学报(自然科学版). 2013(06)
[9]贵金属催化剂的应用研究进展[J]. 卢雯婷,陈敬超,冯晶,于杰.  稀有金属材料与工程. 2012(01)
[10]燃气热水器燃烧产物中CO和NOx的产生与控制[J]. 张健.  环境与健康杂志. 2009(02)



本文编号：3186635