本文關(guān)鍵詞：銅鐵礦型催化劑對柴油機(jī)尾氣中顆粒物和氮氧化物同時去除的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：柴油發(fā)動機(jī)因其燃油經(jīng)濟(jì)性好、可靠性高、動力大、壽命長等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛的應(yīng)用，但是柴油機(jī)尾氣中的顆粒物（PM）和氮氧化物（NO_x）卻會對人類的健康和生存環(huán)境造成嚴(yán)重的危害。由于PM和NO_x在柴油機(jī)內(nèi)生成的機(jī)理存在trade-off關(guān)系，很難通過傳統(tǒng)技術(shù)手段將兩者同時去除。因此，為了滿足日益嚴(yán)格的排放要求，柴油機(jī)尾氣后處理技術(shù)成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。 本文對銅鐵礦型催化劑同時催化去除柴油機(jī)排放的顆粒物（PM）和氮氧化物（NO_x）展開了實(shí)驗(yàn)研究。在模擬柴油機(jī)排氣環(huán)境中，采用程序升溫技術(shù)，以碳黑模擬柴油機(jī)尾氣中的PM，以銅鐵礦型復(fù)合金屬氧化物作為催化劑，考察了催化劑對于PM和NO_x的同時催化去除效果。主要工作如下： 1.采用高溫固相法進(jìn)行了銅鐵礦型金屬氧化物KFeO_2、KAlO_2催化劑的制備，對其同時催化去除PM和NO_x的性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究�？疾炝酥苽錅囟葘τ诖呋瘎┚鸵约按呋钚缘挠绊憽Ｑ芯拷Y(jié)果表明，KFeO_2、KAlO_2催化劑都具有同時去除PM和NO_x的效果。800℃下制備得到的KFeO_2、KAlO_2催化劑都具有最低的起燃溫度，900℃下制備得到的KFeO_2催化劑和1000℃下制備得到的KAlO_2催化劑分別具有最高的最大NO_x向N_2轉(zhuǎn)化效率。但是，催化劑的抗水性較弱，難以滿足實(shí)際應(yīng)用的要求。 2.采用高溫固相法和溶液燃燒法制備了銅鐵礦型金屬氧化物L(fēng)iCrO_2、LiCoO_2作為催化劑，進(jìn)行了同時催化去除PM和NO_x的實(shí)驗(yàn)研究�？疾炝酥苽浞椒ê椭苽錅囟葘τ诖呋瘎┚鸵约按呋钚缘挠绊�。研究結(jié)果表明，LiCrO_2和LiCoO_2催化劑都具有同時催化去除PM和NO_x的效果。采用溶液燃燒法制備得到的催化劑樣品與高溫固相法制備所得相比，具有更好的催化性能。催化劑制備溫度變化對催化性能的影響，，呈現(xiàn)出與KFeO_2、KAlO_2催化劑相同的規(guī)律。較低的制備溫度，有助于減小催化劑的比表面積，增大催化劑與碳黑的接觸，降低碳黑的起燃溫度；適當(dāng)?shù)闹苽錅囟�，有助于增加催化劑的結(jié)晶度，提高催化劑使NO_x向N_2的轉(zhuǎn)化效率。同時，LiCrO_2、LiCoO_2催化劑具有較強(qiáng)的抗水性，能夠滿足實(shí)際應(yīng)用的要求。 3.對600℃下溶液燃燒法制備的LiCoO_2催化劑（起燃溫度、最大燃燒溫度、最大NO_x向N_2轉(zhuǎn)化效率分別為290℃、356℃、30.8%），進(jìn)行貴金屬Ag和堿金屬K的負(fù)載，進(jìn)一步提高催化劑催化去除PM和NO_x的能力。催化劑負(fù)載Ag以后，起燃溫度會有明顯的降低，但是對于NO_x向N_2轉(zhuǎn)化效率沒有明顯的改進(jìn)效果。隨著Ag負(fù)載量的增加，起燃溫度逐漸上升，過量的Ag負(fù)載反而不利于催化劑催化性能的提升。其中，負(fù)載2.5%質(zhì)量比Ag的LiCoO_2催化劑具有最低的起燃溫度，為250℃。催化劑負(fù)載K以后，對于PM和NO_x的催化性能都有明顯的提升，其中催化效果最佳的是，負(fù)載10%質(zhì)量比K的LiCoO_2催化劑，起燃溫度、最大燃燒溫度、最大NO_x向N_2轉(zhuǎn)化效率分別為246℃、308℃、35.9%。
【關(guān)鍵詞】：柴油機(jī) 顆粒物 氮氧化物 催化 同時去除 銅鐵礦
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TK421.5
【目錄】：

• 摘要5-8
• ABSTRACT8-14
• 第一章 緒論14-28
• 1.1 前言14
• 1.2 柴油機(jī)排放污染物的形成與危害14-17
• 1.2.1 顆粒物（PM）的形成與危害15-17
• 1.2.1.1 顆粒物的組成15
• 1.2.1.2 顆粒物的生成15-16
• 1.2.1.3 顆粒物的危害16-17
• 1.2.2 氮氧化物（NO_x）的形成與危害17
• 1.2.2.1 氮氧化物的組成17
• 1.2.2.2 氮氧化物的生成17
• 1.2.2.3 氮氧化物的危害17
• 1.3 柴油機(jī)排放法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)17-19
• 1.4 柴油機(jī)排放控制技術(shù)19-26
• 1.4.1 燃油改質(zhì)技術(shù)19
• 1.4.2 柴油機(jī)機(jī)內(nèi)凈化技術(shù)19-20
• 1.4.3 柴油機(jī)機(jī)外后處理技術(shù)20-26
• 1.5 本課題的研究目標(biāo)和主要內(nèi)容26-28
• 第二章 實(shí)驗(yàn)裝置與分析方法28-34
• 2.1 前言28
• 2.2 化學(xué)試劑、原料和實(shí)驗(yàn)設(shè)備28-30
• 2.2.1 化學(xué)試劑28-29
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)氣體29
• 2.2.3 顆粒物29-30
• 2.2.4 實(shí)驗(yàn)設(shè)備30
• 2.3 催化劑的表征30-31
• 2.3.1 X 射線衍射（XRD）30
• 2.3.2 氮氧化物程序升溫脫附（NO_x-TPD）30-31
• 2.3.3 氫氣程序升溫還原法（H_2-TPR）31
• 2.4 催化劑活性測試裝置31-33
• 2.4.1 模擬柴油機(jī)尾氣反應(yīng)裝置31-32
• 2.4.2 催化劑的活性評價32
• 2.4.3 碳黑 TPR 測試32-33
• 2.5 本章小結(jié)33-34
• 第三章 KFeO_2和 KAlO_2催化劑同時催化去除 PM 和 NO_x性能34-41
• 3.1 前言34
• 3.2 催化劑的制備與表征34-35
• 3.2.1 催化劑的制備方法34
• 3.2.2 催化劑的表征及活性評價34-35
• 3.3 結(jié)果和討論35-40
• 3.3.1 銅鐵礦型 KFeO_2催化劑的表征及催化活性35-37
• 3.3.1.1 催化劑的表征結(jié)果分析35
• 3.3.1.2 催化劑的活性分析35-37
• 3.3.1.3 抗水性測試37
• 3.3.2 銅鐵礦型 KAlO_2催化劑的表征及催化活性37-40
• 3.3.2.1 催化劑的表征結(jié)果分析37-38
• 3.3.2.2 催化劑的活性分析38-39
• 3.3.2.3 抗水性測試39-40
• 3.4 本章小結(jié)40-41
• 第四章 LiCrO_2和 LiCoO_2催化劑同時催化去除 PM 和 NO_x性能41-51
• 4.1 前言41
• 4.2 催化劑的制備與表征41-42
• 4.2.1 催化劑的制備方法41-42
• 4.2.2 催化劑的表征及活性評價42
• 4.3 結(jié)果和討論42-50
• 4.3.1 銅鐵礦型 LiCrO_2催化劑的表征及催化活性42-46
• 4.3.1.1 催化劑的表征結(jié)果分析42-43
• 4.3.1.2 催化劑的活性分析43-45
• 4.3.1.3 抗水性測試45-46
• 4.3.2 銅鐵礦型 LiCoO_2催化劑的表征及催化活性46-50
• 4.3.2.1 催化劑的表征結(jié)果分析46-47
• 4.3.2.2 催化劑的活性分析47-49
• 4.3.2.3 抗水性測試49-50
• 4.4 本章小結(jié)50-51
• 第五章 LiCoO_2催化劑改性同時催化去除 PM 和 NO_x性能51-59
• 5.1 前言51
• 5.2 催化劑的制備與表征51-52
• 5.2.1 催化劑的制備51
• 5.2.2 催化劑的表征及活性評價51-52
• 5.3 結(jié)果和討論52-58
• 5.3.1 LiCoO_2催化劑負(fù)載 Ag 的表征及催化活性52-55
• 5.3.1.1 催化劑的表征結(jié)果分析52-54
• 5.3.1.2 催化劑的活性分析54-55
• 5.3.2 LiCoO_2催化劑負(fù)載 K 的表征及催化活性55-58
• 5.3.2.1 催化劑的表征結(jié)果分析55-57
• 5.3.2.2 催化劑的活性分析57-58
• 5.4 本章小結(jié)58-59
• 第六章 全文總結(jié)59-61
• 6.1 主要結(jié)論59-60
• 6.2 研究展望60-61
• 參考文獻(xiàn)61-68
• 致謝68-69
• 攻讀碩士期間已發(fā)表或錄用的論文69

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：銅鐵礦型催化劑對柴油機(jī)尾氣中顆粒物和氮氧化物同時去除的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：379988