整体式Ti 1-y Mn y O x /CH催化剂的制备及其低温NH 3 -SCR脱硝性能和耐硫性研究
发布时间：2021-06-30 21:16
NH3的选择性催化还原技术（NH3-SCR）是应用于柴油车尾气脱硝的重要技术。通常柴油车尾气在流经较长的管路后温度降低,因此NH3-SCR技术应用的关键在于低温催化剂的开发。早期应用于车载SCR系统的贵金属催化剂虽然具有较好的低温SCR活性,但由于其工艺复杂、成本高昂、活性窗口较窄、易受SO2中毒等缺点,与我国国情不相适应。开发成本低廉、低温活性优良、活性窗口较宽且具有一定抗硫性的催化剂对于SCR技术应用于柴油车尾气脱硝领域具有重要的现实意义。本文以堇青石蜂窝陶瓷为基体,以具有优良低温SCR活性的MnOx为活性组分,采用工艺简单、快速的自蔓延高温合成法制备整体式Ti1-yMnyOx/CH催化剂,考察制备条件和烟气条件对Ti1-yMnyOx/CH催化剂SCR活性的影响。研究表明燃烧液中Ti:Mn=1:6,点燃温度为350℃,涂覆次数为1次时为最佳制备...
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１?ＮＨ３－ＳＣＲ系统主要组成部分??
３．４．１?ＳＥＭ?分析??为更直观地观察自蔓延燃烧合成法所制备整体催化剂表面形貌，对一次涂覆??所得不同催化剂进行了?ＳＥＭ表征，结果如图３．７所示。由图３．７（ａ）可以看出，堇青??石基体表面呈光滑致密的柱状结构，有明显的烧结现象，无明显孔隙结构。图３．７（ｂ）??为Ｔｉ０２／ＣＨ催化剂，从图中可看出相比于堇青石，Ｔｉ０２／ＣＨ催化剂表面更为松散，??可以完全覆盖堇青石表面。ＭｎＯ，／ＣＨ－３５０催化剂的扫描图如图３．７（ｃ）所示，可以看??出堇菁石基体表面覆盖大量锰氧化物颗粒，无堇青石表面裸露，颗粒与颗粒之间??出现团聚和轻微的断裂现象，孔隙较少。图３．７（ｄ）为加入Ｔｉ后所制备的??Ｔｉ０．１４ＭｎＧ８６〇．ｘ／ＣＨ－３５０催化剂的扫描图，可以发现催化剂表面具有较多的孔隙结构，??这主要是由于自蔓延燃烧合成过程中反应物分解产生大量气体，使催化剂表面产??生大量的孔道结构
据文献报道，对于Ｏｌｓ谱图结合能位于５２９．３－５３０．０?ｅＶ的峰，归因于催化剂??表面的晶格氧（用Ｏｐ表示）；结合能位于５３１．３－５３１．９?ｅＶ的峰，归因于催化剂表??面的吸附氧（用〇？表示）｜７３］。图３．８所示，两种催化剂中氧元素均以０？和０＃两种??形式存在。两种催化剂中晶格氧与吸附氧的比分别为：０／〇？＝〇．１３３和??ＯＡ／Ｏａ＝０．０７３５。显然，两种催化剂表面的氧元素均主要以吸附氧的形式存在，并且??加入Ｔｉ后的催化剂表面吸附氧的含量有所提高。研宄表明ＰＩ，表面吸附氧具有较??高的电子迁移率，使得锰在催化剂表面以多种价态的形式共存，有利于催化剂表??面ＳＣＲ反应的进行。??ＭＨ２Ｐ，，?Ａ?５３．９ｅＶＯ？?〇＇Ｓ??Ａ?６４１８ｅＶＭｎ－?５２９．６ｅＶＯｐ?／??ｒｌＱ＾ｉ?Ｙ＼??６３５?６４０?６４５?６５０?６５５?６６０?６６５?５３０?５３５?５４Ｑ??Ｂｉｎｄｉｎｇ?Ｅｎｅｒｇｙ?／?ｅＶ?Ｂｉｎｄｉｎｇ?Ｅｎｅｒｇｙ／ｅＶ??（ａ）?ＭｎＯ＾／ＣＨ－３５０??．．＞?ｘ．?．?５３２．２ｅＶ?０？??Ｍｎ２ｐ？?Ｍｎ２Ｐｍ?°?Ｏｌｓ??ｊｂ?６４２．７ｅＶ?Ｍｎ－＊＊?／?＼??ｆ；?６４１?４ｅＶ?Ｍｎ３＊｜?／?１?｜Ｈ．?立?Ｉ?＼??－Ｖ??——１——■——１—■——１—ｉ——１——ｉ—１—１——１——■——１Ｌ．?１?，?１?
【参考文献】：
期刊论文
[1]Fe改性Cu-SSZ-13的方法对催化剂NH3-SCR脱硝性能的影响[J]. 赵文雅,李永红,刘小娇,张冉冉. 化工进展. 2016(12)
[2]汽车尾气排放高效治理技术[J]. 瞿芳,姚明忠,赵彦保. 环境工程. 2016(S1)
[3]SO2对Mn-Ce/TiO2低温SCR催化剂的毒化作用研究[J]. 闫东杰,玉亚,黄学敏,刘树军,刘颖慧. 燃料化学学报. 2016(02)
[4]蜂窝式MnOx/PG-CC催化剂的制备及低温选择性催化还原法脱硝性能[J]. 张先龙,解城华,郭勇,吴雪平,王钧伟. 环境化学. 2015(04)
[5]分子筛应用于低温NH3-SCR脱硝催化剂的研究进展[J]. 喻成龙,黄碧纯,杨颖欣. 华南理工大学学报(自然科学版). 2015(03)
[6]煅烧温度对Mn改性γ-Fe2O3催化剂结构及低温SCR脱硝活性的影响[J]. 张信莉,王栋,彭建升,路春美,徐丽婷. 燃料化学学报. 2015(02)
[7]Li改性MnO2及LiMn2O4催化NH3-SCR反应性能研究[J]. 孔志坚,王成,丁正南,陈银飞,张泽凯. 燃料化学学报. 2014(12)
[8]中国民用汽车保有量的短期组合预测[J]. 汪耘欣,焦建玲,李兰兰. 合肥工业大学学报(社会科学版). 2014(05)
[9]柴油车尾气中氮氧化物的催化净化[J]. 单文坡,刘福东,贺泓. 科学通报. 2014(26)
[10]表面活性剂对Fe-Mn/ZSM-5/CC整体式催化剂结构及NOx催化还原性能的影响[J]. 刘鹏飞,娄晓荣,何凯,李哲,黎俊,杨成武. 分子催化. 2014(03)
博士论文
[1]负载型Mn-Ce系列低温SCR脱硝催化剂制备、反应机理及抗硫性能研究[D]. 金瑞奔.浙江大学 2010
[2]担载型分子筛催化剂上CH4选择还原NO反应的研究[D]. 任丽丽.中国科学院研究生院（大连化学物理研究所） 2003
硕士论文
[1]SbxOy对Mn/PG催化剂中低温耐硫脱硝活性影响的研究[D]. 吕双双.合肥工业大学 2016
[2]助剂对柱状MnOx/PG-AC催化剂低温SCR脱硝性能及耐硫性研究[D]. 郭勇.合肥工业大学 2016
[3]凹凸棒石—堇青石涂层锰基车用催化剂低温SCR脱硝性能研究[D]. 解城华.合肥工业大学 2015
[4]CeO2对MnOx/PG催化剂低温抗硫脱硝活性影响的研究[D]. 张连凤.合肥工业大学 2014
[5]SO2对MnOx/PG催化剂低温脱硝活性影响行为及机理研究[D]. 张翠平.合肥工业大学 2013
[6]凹凸棒石负载过渡金属氧化物低温SCR脱硝催化剂的制备与表征[D]. 时博文.合肥工业大学 2012
[7]新型锰铁系低温NH3-SCR催化剂性能及其反应机理研究[D]. 朱霖.上海交通大学 2012
本文编号：3258512
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１?ＮＨ３－ＳＣＲ系统主要组成部分??
３．４．１?ＳＥＭ?分析??为更直观地观察自蔓延燃烧合成法所制备整体催化剂表面形貌，对一次涂覆??所得不同催化剂进行了?ＳＥＭ表征，结果如图３．７所示。由图３．７（ａ）可以看出，堇青??石基体表面呈光滑致密的柱状结构，有明显的烧结现象，无明显孔隙结构。图３．７（ｂ）??为Ｔｉ０２／ＣＨ催化剂，从图中可看出相比于堇青石，Ｔｉ０２／ＣＨ催化剂表面更为松散，??可以完全覆盖堇青石表面。ＭｎＯ，／ＣＨ－３５０催化剂的扫描图如图３．７（ｃ）所示，可以看??出堇菁石基体表面覆盖大量锰氧化物颗粒，无堇青石表面裸露，颗粒与颗粒之间??出现团聚和轻微的断裂现象，孔隙较少。图３．７（ｄ）为加入Ｔｉ后所制备的??Ｔｉ０．１４ＭｎＧ８６〇．ｘ／ＣＨ－３５０催化剂的扫描图，可以发现催化剂表面具有较多的孔隙结构，??这主要是由于自蔓延燃烧合成过程中反应物分解产生大量气体，使催化剂表面产??生大量的孔道结构
据文献报道，对于Ｏｌｓ谱图结合能位于５２９．３－５３０．０?ｅＶ的峰，归因于催化剂??表面的晶格氧（用Ｏｐ表示）；结合能位于５３１．３－５３１．９?ｅＶ的峰，归因于催化剂表??面的吸附氧（用〇？表示）｜７３］。图３．８所示，两种催化剂中氧元素均以０？和０＃两种??形式存在。两种催化剂中晶格氧与吸附氧的比分别为：０／〇？＝〇．１３３和??ＯＡ／Ｏａ＝０．０７３５。显然，两种催化剂表面的氧元素均主要以吸附氧的形式存在，并且??加入Ｔｉ后的催化剂表面吸附氧的含量有所提高。研宄表明ＰＩ，表面吸附氧具有较??高的电子迁移率，使得锰在催化剂表面以多种价态的形式共存，有利于催化剂表??面ＳＣＲ反应的进行。??ＭＨ２Ｐ，，?Ａ?５３．９ｅＶＯ？?〇＇Ｓ??Ａ?６４１８ｅＶＭｎ－?５２９．６ｅＶＯｐ?／??ｒｌＱ＾ｉ?Ｙ＼??６３５?６４０?６４５?６５０?６５５?６６０?６６５?５３０?５３５?５４Ｑ??Ｂｉｎｄｉｎｇ?Ｅｎｅｒｇｙ?／?ｅＶ?Ｂｉｎｄｉｎｇ?Ｅｎｅｒｇｙ／ｅＶ??（ａ）?ＭｎＯ＾／ＣＨ－３５０??．．＞?ｘ．?．?５３２．２ｅＶ?０？??Ｍｎ２ｐ？?Ｍｎ２Ｐｍ?°?Ｏｌｓ??ｊｂ?６４２．７ｅＶ?Ｍｎ－＊＊?／?＼??ｆ；?６４１?４ｅＶ?Ｍｎ３＊｜?／?１?｜Ｈ．?立?Ｉ?＼??－Ｖ??——１——■——１—■——１—ｉ——１——ｉ—１—１——１——■——１Ｌ．?１?，?１?
【参考文献】：
期刊论文
[1]Fe改性Cu-SSZ-13的方法对催化剂NH3-SCR脱硝性能的影响[J]. 赵文雅,李永红,刘小娇,张冉冉. 化工进展. 2016(12)
[2]汽车尾气排放高效治理技术[J]. 瞿芳,姚明忠,赵彦保. 环境工程. 2016(S1)
[3]SO2对Mn-Ce/TiO2低温SCR催化剂的毒化作用研究[J]. 闫东杰,玉亚,黄学敏,刘树军,刘颖慧. 燃料化学学报. 2016(02)
[4]蜂窝式MnOx/PG-CC催化剂的制备及低温选择性催化还原法脱硝性能[J]. 张先龙,解城华,郭勇,吴雪平,王钧伟. 环境化学. 2015(04)
[5]分子筛应用于低温NH3-SCR脱硝催化剂的研究进展[J]. 喻成龙,黄碧纯,杨颖欣. 华南理工大学学报(自然科学版). 2015(03)
[6]煅烧温度对Mn改性γ-Fe2O3催化剂结构及低温SCR脱硝活性的影响[J]. 张信莉,王栋,彭建升,路春美,徐丽婷. 燃料化学学报. 2015(02)
[7]Li改性MnO2及LiMn2O4催化NH3-SCR反应性能研究[J]. 孔志坚,王成,丁正南,陈银飞,张泽凯. 燃料化学学报. 2014(12)
[8]中国民用汽车保有量的短期组合预测[J]. 汪耘欣,焦建玲,李兰兰. 合肥工业大学学报(社会科学版). 2014(05)
[9]柴油车尾气中氮氧化物的催化净化[J]. 单文坡,刘福东,贺泓. 科学通报. 2014(26)
[10]表面活性剂对Fe-Mn/ZSM-5/CC整体式催化剂结构及NOx催化还原性能的影响[J]. 刘鹏飞,娄晓荣,何凯,李哲,黎俊,杨成武. 分子催化. 2014(03)
博士论文
[1]负载型Mn-Ce系列低温SCR脱硝催化剂制备、反应机理及抗硫性能研究[D]. 金瑞奔.浙江大学 2010
[2]担载型分子筛催化剂上CH4选择还原NO反应的研究[D]. 任丽丽.中国科学院研究生院（大连化学物理研究所） 2003
硕士论文
[1]SbxOy对Mn/PG催化剂中低温耐硫脱硝活性影响的研究[D]. 吕双双.合肥工业大学 2016
[2]助剂对柱状MnOx/PG-AC催化剂低温SCR脱硝性能及耐硫性研究[D]. 郭勇.合肥工业大学 2016
[3]凹凸棒石—堇青石涂层锰基车用催化剂低温SCR脱硝性能研究[D]. 解城华.合肥工业大学 2015
[4]CeO2对MnOx/PG催化剂低温抗硫脱硝活性影响的研究[D]. 张连凤.合肥工业大学 2014
[5]SO2对MnOx/PG催化剂低温脱硝活性影响行为及机理研究[D]. 张翠平.合肥工业大学 2013
[6]凹凸棒石负载过渡金属氧化物低温SCR脱硝催化剂的制备与表征[D]. 时博文.合肥工业大学 2012
[7]新型锰铁系低温NH3-SCR催化剂性能及其反应机理研究[D]. 朱霖.上海交通大学 2012
本文编号：3258512
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