本文關(guān)鍵詞： 稀燃尾氣 氮氧化物儲(chǔ)存 錫基復(fù)合氧化物 抗硫　出處：《清華大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：氮氧化物的低溫去除是柴油車尾氣凈化的難點(diǎn)之一。本論文研究了錫基改性材料的低溫NOX儲(chǔ)存性能,并通過物理、化學(xué)表征手段分析了不同元素改性后材料的物理結(jié)構(gòu)、氧化還原性質(zhì)以及表面物種變化情況。主要結(jié)論如下:摻雜Ce元素改性后Mn-Sn復(fù)合氧化物的NOX儲(chǔ)存性能明顯升高,其中Mn/Sn/Ce比例為4/5/1的Mn0.4Sn0.5Ce0.1在100 oC時(shí)具有最高的NOX儲(chǔ)存容量,達(dá)到435.37μmol/g。結(jié)合物理化學(xué)表征結(jié)果,發(fā)現(xiàn)摻雜Ce主要有三方面的作用:第一,降低晶粒尺寸,提高材料比表面積,使更多活性吸附位暴露在材料表面;第二,提高M(jìn)n-Sn-Ce材料表面活性氧物種濃度,加強(qiáng)材料的NO氧化能力;第三,Ce-Sn存在協(xié)同作用,可以提供大量的NOX吸附位點(diǎn)。采用兩種制備方法對(duì)Mn0.4Sn0.5Ce0.1進(jìn)行堿金屬K摻雜改性,發(fā)現(xiàn)浸漬法制備的K/MnSnCe在100 oC的NOX儲(chǔ)存容量降低,而共沉淀法制備的0.2K-MnSnCe在100 oC表現(xiàn)出較好的NOX儲(chǔ)存容量,達(dá)到479.6μmol/g。分析表明,在共沉淀法改性材料中K可以更均勻地分布在體相MnSnCe材料中,生成新物種K2Mn4O8,不但不會(huì)覆蓋MnSnCe表面的反應(yīng)活性位,而且可以提供一定量的NOX儲(chǔ)存堿性位。隨后考察了實(shí)際反應(yīng)氣氛對(duì)低溫NOX儲(chǔ)存的影響,發(fā)現(xiàn)反應(yīng)溫度、氧氣濃度、尾氣中的碳?xì)浠衔锖退魵舛紩?huì)影響材料的NOX儲(chǔ)存性能。由于含錳材料易與SO2反應(yīng)生成難降解的硫酸鹽,抗硫性能差,因此本研究初步探索了無錳的Sn-Co-X(X=Fe、La、Ce)復(fù)合金屬氧化物的NOX儲(chǔ)存及抗硫能力。發(fā)現(xiàn)新鮮的Sn-Co-Fe在100 oC具有585.35μmol/g的NOX儲(chǔ)存容量,硫化處理后仍然表現(xiàn)出308.83μmol/g的NOX儲(chǔ)存容量。四種材料的抗硫能力表現(xiàn)為Sn-Co-FeSn-Co-LaSn-Co-CeSn-Co。XPS表征結(jié)果顯示,硫化后的Sn-Co-Fe表面具有相對(duì)較高的活性氧物種濃度,有利于NOX的儲(chǔ)存。
[Abstract]:Low temperature removal of nitrogen oxides is one of the difficulties in diesel exhaust purification. In this paper, the storage properties of tin based modified materials at low temperature NOX were studied, and the physical structures of the modified materials were analyzed by physical and chemical characterization. Redox properties and surface species changes. The main conclusions are as follows: the NOX storage performance of Mn-Sn composite oxides modified by ce is significantly improved, and Mn0.4Sn0.5Ce0.1 with Mn/Sn/Ce ratio of 4 / 5 / 1 has the highest NOX storage capacity at 100oC. The results of physicochemical characterization show that ce doping has three main functions: first, decrease the grain size, increase the specific surface area of the material, and expose more active adsorption sites to the surface of the material. By increasing the concentration of active oxygen species on the surface of Mn-Sn-Ce, the oxidation ability of no was strengthened. Third, Ce-Sn had synergistic effect, which could provide a large number of NOX adsorption sites. Two kinds of preparation methods were used to modify Mn0.4Sn0.5Ce0.1 by alkali metal K doping. It was found that the storage capacity of K / MnSnCe at 100oC was lower than that of 0.2K-MnSnCe prepared by co-precipitation method at 100oC, and that the storage capacity of 0.2K-MnSnCe prepared by co-precipitation method was 479.6 渭 mol / g at 100oC. In the coprecipitation modified materials, K can be more evenly distributed in bulk MnSnCe materials, and a new species K _ 2mn _ 4O _ 8 is formed, which does not cover the reactive sites on the surface of MnSnCe. The effect of actual reaction atmosphere on NOX storage at low temperature was investigated, and the reaction temperature and oxygen concentration were found. Both hydrocarbons and water vapor in tail gas will affect the NOX storage performance of the materials. Because manganese containing materials react with SO2 to form sulphate which is difficult to degrade, the sulfur resistance of the materials is poor. In this study, the NOX storage and sulfur resistance of manganese free Sn-Co-XCX XFE La-Ce-based composite metal oxides were preliminarily investigated. It was found that fresh Sn-Co-Fe had a NOX storage capacity of 585.35 渭 mol/g at 100oC. After vulcanization, the storage capacity of NOX was 308.83 渭 mol/g. The sulfur resistance of the four materials was characterized by Sn-Co-FeSn-Co-LaSn-Co-CeSn-Co.XPS characterization. The results showed that the surface of cured Sn-Co-Fe had relatively high concentration of reactive oxygen species, which was favorable to the storage of NOX.
【學(xué)位授予單位】：清華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：X701

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本文編號(hào)：1545550