O 2 存在下CO还原SO 2 为单质硫的催化剂研究
发布时间：2022-12-04 13:41
燃煤电厂烟道气中的 SO2是造成大气污染的主要污染源之一,目前治理 SO2 的方法以湿法为主。这类脱硫工艺主要存在着投资和操作费用大,容易产生二次 污染等诸多缺点。采用直接催化还原 SO2为单质硫磺的方法不但可以彻底消除二 次污染,而且还可以回收宝贵的硫磺资源。因此研制和开发适合含 O2烟气的直 接催化 CO 还原 SO2 为单质硫的催化剂具有重大的实际意义。本文重点在于对 O2 存在下催化 CO 还原 SO2 为单质硫的催化剂研制和催化性能进行研究。 按反应机理不同,系统研究了过渡金属硫化物,硫化稀土钙钛矿,稀土硫氧 化物、萤石型 CeO2及 TiO2-CoS2等几种典型催化剂体系在含 O2反应条件下,催 化还原脱硫过程中的活性及结构变化趋势。研究发现以下几点: 按中间物机理进行催化还原脱硫的硫化物类催化剂,O2 对催化还原机理产 生破坏作用,使过渡金属硫化物氧化成氧化物直至硫酸盐而失活。按氧缺位氧...
【文章页数】：131 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
第一章 文献综述
1.1 二氧化硫污染现状
1.2 现有电厂烟道气脱硫工艺技术现状
1.3 催化氧化吸附法脱硫工艺概况
1.3.1 单金属氧化物
1.3.2 复合氧化物(类水滑石氧化物)
1.4 催化还原脱硫研究概况
1.4.1 氢气还原法
1.4.2 一氧化碳还原法
1.4.3 碳还原法
1.4.4 NH3 还原法
1.4.5 甲烷还原法
1.5 燃煤电厂烟气脱硫方法比较
1.6 选题及课题研究的意义和内容
1.6.1 选题
1.6.2 研究内容
1.6.2.1 O2 对催化 CO 还原 SO2 催化剂催化性能的影响
1.6.2.2 O2 存在下催化还原 SO2 的催化剂研制和催化性能研究
第二章 含氧气氛下过渡金属硫化物催化 CO 还原 SO2催化性能研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 试剂与原料
2.2.2 催化剂制备
2.2.3 催化剂活性评价
2.2.4 XRD 实验
2.3 实验结果与讨论
2.3.1 过渡金属硫化物催化 CO 还原 SO2 的催化性能
2.3.1.1 无 O2 条件下过渡金属硫化物催化性能
2.3.1.2 O2 存在下过渡金属硫化物催化性能
2.3.2 XRD 分析
2.3.3 O2 存在下过渡金属硫化物催化性能分析
2.4 本章小结
第三章 含氧气氛下硫化钙钛矿 LaBO3催化 CO 还原 SO2催化性能的研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 试剂与原材料
3.2.2 仪器
3.2.3 催化剂制备
3.2.4 活性评价装置
3.2.5 催化剂表征实验
3.2.5.1 XRD 实验
3.2.5.2 XPS 实验
3.3 实验结果与讨论
3.3.1 硫化钙钛矿 LaBO3 催化 CO 还原 SO2 的催化性能
3.3.1.1 无 O2 条件下硫化钙钛矿 LaBO3 的催化性能
3.3.1.2 O2 存在下硫化钙钛矿 LaBO3 的催化性能
3.3.1.3 温度对硫化钙钛矿 LaBO3 催化性能的影响
3.3.2 XRD 分析
3.3.3 XPS 分析
3.3.4 硫化钙钛矿 LaBO3 还原脱硫过程分析
3.3.4.1 无 O2 硫化 LaBO3 过程分析
3.3.4.2 O2 存在下硫化 LaBO3 催化性能分析
3.4 本章小结
第四章 含氧气氛下 La2O2S 催化 CO 还原 SO2催化性能研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 试剂与原料
4.2.2 实验仪器
4.2.3 催化剂制备
4.2.4 催化剂的催化性能评价
4.2.5 催化剂的表征
4.2.5.1 XRD表征实验
4.2.5.2 XPS表征实验
4.3 实验结果与讨论
4.3.1 La2O2S催化CO还原SO2的催化性能
4.3.1.1 无 O2 条件下 La2O2S 的催化性能
4.3.1.2 O2 存在下 La2O2S 的催化性能
4.3.2 XRD 分析
4.3.3 XPS 分析
4.3.3.1 O1s 的 XPS 分析
4.3.3.2 S2p 的 XPS 分析
4.3.3.3 La3d 的 XPS 分析
4.3.4 O2 存在下 La2O2S 催化性能分析
4.4 本章小结
第五章 含氧气氛下萤石型 CeO2催化 CO 还原 SO2催化性能研究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 试剂与原材料
5.2.2 活性评价装置
5.2.3 催化剂制备
5.2.4 XRD 实验
5.2.5 XPS 实验
5.3 实验结果与讨论
5.3.1 CeO2 催化剂催化 CO 还原 SO2 的催化性能
5.3.1.1 无 O2 条件下 CeO2 催化性能
5.3.1.2 O2 存在下 CeO2 催化性能
5.3.2 XRD 分析
5.3.3 XPS 分析
5.3.3.1 O1s 的 XPS 分析
5.3.3.2 Ce3d 的 XPS 分析
5.3.3.3 萤石 CeO2 上硫物种的 XPS 分析
5.3.4 O2 存在下 CeO2 催化性能分析
5.4 本章小结
第六章 含 O2气氛下 TiO2-CoS2催化性能研究
6.1 引言
6.2 实验部分
6.2.1 试剂与原材料
6.2.2 催化剂制备
6.2.3 XRD 实验
6.2.4 XPS 实验
6.3 实验结果与讨论
6.3.1 TiO2-CoS2 催化 CO 还原 SO2 催化性能
6.3.2 XRD 分析
6.3.3 XPS 分析
6.3.3.1 O1s 的 XPS 分析
6.3.3.2 Co2p 3/2 的 XPS 分析
6.3.3.3 Ti 2p 的 XPS 分析
6.3.3.4 S 2p 的 XPS 分析
6.3.4 O2 存在下 TiO2-CoS2 催化性能分析
6.4 本章小结
第七章 含氧气氛下预硫化钙钛矿 LaBO3(B=Fe,Co,Ni)的探索
7.1 引言
7.2 实验部分
7.2.1 含氧气氛下预硫化过程设计思路
7.2.2 试剂与原材料
7.2.3 催化剂制备
7.2.4 比表面(BET)实验
7.2.5 催化剂 LaBO3(B=Fe, Co,Ni)的活性评价
7.2.6 含氧气氛下预硫化钙钛矿 LaBO3(B=Co,Fe,Ni)
7.2.7 XRD 实验
7.2.8 XPS 实验
7.3 结果与讨论
7.3.1 含氧气氛下催化剂预硫化过程
7.3.2 含氧气氛下硫化后催化剂 LaBO3(B=Fe,Co,Ni) 的活性测试
7.3.3 预硫化对催化剂结构影响
7.3.3.1 XRD 分析
7.3.3.2 XPS 分析
7.3.3.3 比表面分析
第八章 含氧气氛下LaCoO3预硫化过程的研究
8.1 引言
8.2 实验部分
8.2.1 试剂与原材料
8.2.2 催化剂制备
8.2.3 含氧气氛下催化剂硫化方法和过程
8.2.4 催化剂表征实验
8.2.4.1 XPS 实验
8.2.4.2 原位红外实验
8.2.4.3 透射电镜实验
8.3 实验结果与讨论
8.3.1 XPS 分析
8.3.1.1 O1s 的 XPS 分析
8.3.1.2 Co2p 的 XPS 分析
8.3.1.3 La3d 的 XPS 分析
8.3.1.4 硫化过程中催化剂上 S 物种的 XPS 分析
8.3.2 原位红外光谱分析
8.3.3 含氧气氛下硫化机理探讨
8.4 本章小结
第九章 含氧气氛下预硫化 LaCoO3催化性能研究
9.1 引言
9.2 实验部分
9.2.1 试剂与原材料
9.2.2 催化剂制备
9.2.3 催化剂表征实验
9.2.3.1 程序升温脱附(TPD)
9.3 实验结果与讨论
9.3.1 反应体系对催化还原 SO2 的影响
9.3.2 反应条件对催化还原 SO2 的影响
9.3.2.1 原料比的影响
9.3.2.2 O2 含量的影响
本论文中的创新之处
发表论文和参加科研情况说明
致 谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]原位漫反射FTIR研究Fe改性的Cu-Mn/ZrO2催化剂上CO的吸附行为[J]. 徐润,魏伟,董庆年,孙予罕. 光谱学与光谱分析. 2003(06)
[2]CuO/γ-Al2O3脱除烟气中SO2的研究[J]. 谢国勇,刘振宇,刘有智,郭向云. 燃料化学学报. 2003(05)
[3]La1-xCexFeO3钙钛石高变催化剂的XPS研究[J]. 马红钦,谭欣,朱慧铭,张继炎,张鎏. 中国稀土学报. 2003(04)
[4]干法、半干法(钙基)烟气脱硫技术研究进展及趋势[J]. 赵旭东,高继慧,吴少华,秦裕琨. 化学工程. 2003(04)
[5]SO2对NO催化氧化过程的影响 Ⅴ.NiO/γAl2O3上SO2的作用机理[J]. 李平,卢冠忠. 化学学报. 2003(05)
[6]CO在负载型钯金属催化剂上吸附的原位红外光谱研究[J]. 李振花,宋瑛,王保伟,马新宾,许根慧. 天然气化工. 2002(06)
[7]甲醇氧化羰基合成碳酸二甲酯原位红外研究[J]. 马新宾,李振花,王保伟,许根慧. 天津大学学报. 2002(04)
[8]焙烧温度对稀土钴系复合氧化物催化剂结构与性能的影响[J]. 胡瑞生,阿山,吕宏缨,沈岳年. 分子催化. 2002(02)
[9]Sn0.5Ti0.5O2催化剂上SO2、NO和CO反应的机理[J]. 刘赵穹,马骏,张昭良,杨锡尧. 物理化学学报. 2002(03)
[10]用X-射线光电子能谱定性和定量分析钴的化学状态[J]. 胡刚,何龙. 分析化学. 2001(12)
本文编号：3708370
【文章页数】：131 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
第一章 文献综述
1.1 二氧化硫污染现状
1.2 现有电厂烟道气脱硫工艺技术现状
1.3 催化氧化吸附法脱硫工艺概况
1.3.1 单金属氧化物
1.3.2 复合氧化物(类水滑石氧化物)
1.4 催化还原脱硫研究概况
1.4.1 氢气还原法
1.4.2 一氧化碳还原法
1.4.3 碳还原法
1.4.4 NH3 还原法
1.4.5 甲烷还原法
1.5 燃煤电厂烟气脱硫方法比较
1.6 选题及课题研究的意义和内容
1.6.1 选题
1.6.2 研究内容
1.6.2.1 O2 对催化 CO 还原 SO2 催化剂催化性能的影响
1.6.2.2 O2 存在下催化还原 SO2 的催化剂研制和催化性能研究
第二章 含氧气氛下过渡金属硫化物催化 CO 还原 SO2催化性能研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 试剂与原料
2.2.2 催化剂制备
2.2.3 催化剂活性评价
2.2.4 XRD 实验
2.3 实验结果与讨论
2.3.1 过渡金属硫化物催化 CO 还原 SO2 的催化性能
2.3.1.1 无 O2 条件下过渡金属硫化物催化性能
2.3.1.2 O2 存在下过渡金属硫化物催化性能
2.3.2 XRD 分析
2.3.3 O2 存在下过渡金属硫化物催化性能分析
2.4 本章小结
第三章 含氧气氛下硫化钙钛矿 LaBO3催化 CO 还原 SO2催化性能的研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 试剂与原材料
3.2.2 仪器
3.2.3 催化剂制备
3.2.4 活性评价装置
3.2.5 催化剂表征实验
3.2.5.1 XRD 实验
3.2.5.2 XPS 实验
3.3 实验结果与讨论
3.3.1 硫化钙钛矿 LaBO3 催化 CO 还原 SO2 的催化性能
3.3.1.1 无 O2 条件下硫化钙钛矿 LaBO3 的催化性能
3.3.1.2 O2 存在下硫化钙钛矿 LaBO3 的催化性能
3.3.1.3 温度对硫化钙钛矿 LaBO3 催化性能的影响
3.3.2 XRD 分析
3.3.3 XPS 分析
3.3.4 硫化钙钛矿 LaBO3 还原脱硫过程分析
3.3.4.1 无 O2 硫化 LaBO3 过程分析
3.3.4.2 O2 存在下硫化 LaBO3 催化性能分析
3.4 本章小结
第四章 含氧气氛下 La2O2S 催化 CO 还原 SO2催化性能研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 试剂与原料
4.2.2 实验仪器
4.2.3 催化剂制备
4.2.4 催化剂的催化性能评价
4.2.5 催化剂的表征
4.2.5.1 XRD表征实验
4.2.5.2 XPS表征实验
4.3 实验结果与讨论
4.3.1 La2O2S催化CO还原SO2的催化性能
4.3.1.1 无 O2 条件下 La2O2S 的催化性能
4.3.1.2 O2 存在下 La2O2S 的催化性能
4.3.2 XRD 分析
4.3.3 XPS 分析
4.3.3.1 O1s 的 XPS 分析
4.3.3.2 S2p 的 XPS 分析
4.3.3.3 La3d 的 XPS 分析
4.3.4 O2 存在下 La2O2S 催化性能分析
4.4 本章小结
第五章 含氧气氛下萤石型 CeO2催化 CO 还原 SO2催化性能研究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 试剂与原材料
5.2.2 活性评价装置
5.2.3 催化剂制备
5.2.4 XRD 实验
5.2.5 XPS 实验
5.3 实验结果与讨论
5.3.1 CeO2 催化剂催化 CO 还原 SO2 的催化性能
5.3.1.1 无 O2 条件下 CeO2 催化性能
5.3.1.2 O2 存在下 CeO2 催化性能
5.3.2 XRD 分析
5.3.3 XPS 分析
5.3.3.1 O1s 的 XPS 分析
5.3.3.2 Ce3d 的 XPS 分析
5.3.3.3 萤石 CeO2 上硫物种的 XPS 分析
5.3.4 O2 存在下 CeO2 催化性能分析
5.4 本章小结
第六章 含 O2气氛下 TiO2-CoS2催化性能研究
6.1 引言
6.2 实验部分
6.2.1 试剂与原材料
6.2.2 催化剂制备
6.2.3 XRD 实验
6.2.4 XPS 实验
6.3 实验结果与讨论
6.3.1 TiO2-CoS2 催化 CO 还原 SO2 催化性能
6.3.2 XRD 分析
6.3.3 XPS 分析
6.3.3.1 O1s 的 XPS 分析
6.3.3.2 Co2p 3/2 的 XPS 分析
6.3.3.3 Ti 2p 的 XPS 分析
6.3.3.4 S 2p 的 XPS 分析
6.3.4 O2 存在下 TiO2-CoS2 催化性能分析
6.4 本章小结
第七章 含氧气氛下预硫化钙钛矿 LaBO3(B=Fe,Co,Ni)的探索
7.1 引言
7.2 实验部分
7.2.1 含氧气氛下预硫化过程设计思路
7.2.2 试剂与原材料
7.2.3 催化剂制备
7.2.4 比表面(BET)实验
7.2.5 催化剂 LaBO3(B=Fe, Co,Ni)的活性评价
7.2.6 含氧气氛下预硫化钙钛矿 LaBO3(B=Co,Fe,Ni)
7.2.7 XRD 实验
7.2.8 XPS 实验
7.3 结果与讨论
7.3.1 含氧气氛下催化剂预硫化过程
7.3.2 含氧气氛下硫化后催化剂 LaBO3(B=Fe,Co,Ni) 的活性测试
7.3.3 预硫化对催化剂结构影响
7.3.3.1 XRD 分析
7.3.3.2 XPS 分析
7.3.3.3 比表面分析
第八章 含氧气氛下LaCoO3预硫化过程的研究
8.1 引言
8.2 实验部分
8.2.1 试剂与原材料
8.2.2 催化剂制备
8.2.3 含氧气氛下催化剂硫化方法和过程
8.2.4 催化剂表征实验
8.2.4.1 XPS 实验
8.2.4.2 原位红外实验
8.2.4.3 透射电镜实验
8.3 实验结果与讨论
8.3.1 XPS 分析
8.3.1.1 O1s 的 XPS 分析
8.3.1.2 Co2p 的 XPS 分析
8.3.1.3 La3d 的 XPS 分析
8.3.1.4 硫化过程中催化剂上 S 物种的 XPS 分析
8.3.2 原位红外光谱分析
8.3.3 含氧气氛下硫化机理探讨
8.4 本章小结
第九章 含氧气氛下预硫化 LaCoO3催化性能研究
9.1 引言
9.2 实验部分
9.2.1 试剂与原材料
9.2.2 催化剂制备
9.2.3 催化剂表征实验
9.2.3.1 程序升温脱附(TPD)
9.3 实验结果与讨论
9.3.1 反应体系对催化还原 SO2 的影响
9.3.2 反应条件对催化还原 SO2 的影响
9.3.2.1 原料比的影响
9.3.2.2 O2 含量的影响
本论文中的创新之处
发表论文和参加科研情况说明
致 谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]原位漫反射FTIR研究Fe改性的Cu-Mn/ZrO2催化剂上CO的吸附行为[J]. 徐润,魏伟,董庆年,孙予罕. 光谱学与光谱分析. 2003(06)
[2]CuO/γ-Al2O3脱除烟气中SO2的研究[J]. 谢国勇,刘振宇,刘有智,郭向云. 燃料化学学报. 2003(05)
[3]La1-xCexFeO3钙钛石高变催化剂的XPS研究[J]. 马红钦,谭欣,朱慧铭,张继炎,张鎏. 中国稀土学报. 2003(04)
[4]干法、半干法(钙基)烟气脱硫技术研究进展及趋势[J]. 赵旭东,高继慧,吴少华,秦裕琨. 化学工程. 2003(04)
[5]SO2对NO催化氧化过程的影响 Ⅴ.NiO/γAl2O3上SO2的作用机理[J]. 李平,卢冠忠. 化学学报. 2003(05)
[6]CO在负载型钯金属催化剂上吸附的原位红外光谱研究[J]. 李振花,宋瑛,王保伟,马新宾,许根慧. 天然气化工. 2002(06)
[7]甲醇氧化羰基合成碳酸二甲酯原位红外研究[J]. 马新宾,李振花,王保伟,许根慧. 天津大学学报. 2002(04)
[8]焙烧温度对稀土钴系复合氧化物催化剂结构与性能的影响[J]. 胡瑞生,阿山,吕宏缨,沈岳年. 分子催化. 2002(02)
[9]Sn0.5Ti0.5O2催化剂上SO2、NO和CO反应的机理[J]. 刘赵穹,马骏,张昭良,杨锡尧. 物理化学学报. 2002(03)
[10]用X-射线光电子能谱定性和定量分析钴的化学状态[J]. 胡刚,何龙. 分析化学. 2001(12)
本文编号：3708370
本文链接：https://www.wllwen.com/shengtaihuanjingbaohulunwen/3708370.html
