不同基底上ZSM-5分子筛膜的制备及其脱硝性能的研究

发布时间：2024-02-04 06:08

　　传统的颗粒状催化剂存在大的反应床层阻力与压降大、传热和传质受限制、气流不均匀、灰尘易堵塞导致催化剂失活等问题。整体式催化剂能克服上述不足，形成更为紧凑、清洁和节能的新工艺，是目前国际上的研究热点。本文致力于ZSM-5分子筛膜的整体式选择性催化还原(SCR，Selective CatalyticReduction)催化剂的制备以及其脱硝性能的研究。 本文首先研究了ZSM-5晶种溶液合成方法。探究了不同反应浓度、反应温度与晶种颗粒大小、稳定性之间的相互依赖关系，确定了晶体颗粒大小均匀的晶种合成方法；优化确定了稳定分子筛晶种溶液制备条件。合成的晶种溶液可以稳定4个月。 其次，通过在堇青石陶瓷、不锈钢网、泡沫镍基底上通过预涂晶种，获得了较为均匀的晶种层。通过水热合成路线，在有无模板剂的情况下，在上述基体上成功制备出结合力好、连续、均匀的ZSM-5分子筛膜。 最后，利用离子交换法改性的上述制备的分子筛膜结构催化剂。研究了交换离子的浓度、种类、交换顺序等合成因素对脱硝性能的影响。研究表明，陶瓷基底0.01Fe@0.02Cu-ZSM-5-c催化剂不仅具有非常好的低温催化性能，还具有非常宽的活性窗口，...

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
        1.1.1 氮氧化物的来源与危害
        1.1.2 氮氧化物的排放状态
        1.1.3 氮氧化物的治理技术
    1.2 选择性催化还原(SCR)的研究进展
        1.2.1 催化剂活性组分
        1.2.2 催化剂载体
        1.2.3 还原剂研究
        1.2.4 目前脱硝工艺存在的问题
    1.3 分子筛
        1.3.1 分子筛的结构与性能
        1.3.2 ZSM-5 分子筛
    1.4 负载活性组分的方法
    1.5 脱硝反应
    1.6 本文的主要研究内容
第2章 实验材料与方法
    2.1 实验药品和仪器
    2.2 分子筛膜脱硝催化剂的工艺流程
    2.3 材料的物理化学性质表征
        2.3.1 X 射线衍射(XRD)分析
        2.3.2 扫描电子显微镜(SEM)表征
        2.3.3 能量色散 X 射线光谱分析(EDX)
        2.3.4 比表面积(BET)分析
        2.3.5 X 射线光电子能谱(XPS)分析
    2.4 材料的催化性能评价
第3章 晶种溶液的合成和晶种层的制备
    3.1 引言
    3.2 晶种的合成
        3.2.1 原料浓度对晶粒大小的影响
        3.2.2 温度对颗粒大小的影响
    3.3 预涂晶种层
        3.3.1 不锈钢网上预涂晶种
        3.3.2 镍网上预涂晶种层
        3.3.3 堇青石陶瓷上预涂晶种
    3.4 本章小结
第4章 ZSM-5 分子筛膜的合成及其表征
    4.1 引言
    4.2 不同基底上合成分子筛膜
        4.2.1 有模板剂方法制备分子筛膜
        4.2.2 无模板剂方法制备分子筛膜
        4.2.3 无铝源分子筛的合成
    4.3 本章小结
第5章 ZSM-5 分子筛膜脱硝催化剂的制备及其性能研究
    5.1 引言
    5.2 陶瓷基分子筛膜脱硝催化剂的制备、表征及其脱硝性能研究
        5.2.1 不同铜离子浓度脱硝催化剂的制备及性能研究
        5.2.2 不同离子种类脱硝催化剂的制备及性能研究
        5.2.3 不同双离子种类脱硝催化剂的制备及性能研究
        5.2.4 催化剂的表征
    5.3 不锈钢网上分子筛膜催化剂的脱硝性能评价
        5.3.1 催化剂的表征
        5.3.2 脱硝性能评价
    5.4 镍网上分子筛膜催化剂的脱硝性能评价
        5.4.1 催化剂的表征
        5.4.2 催化剂的评价
    5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢



本文编号：3895343