【摘要】：NOx主要以NO及NO2的形式存在,是光化學煙霧及酸雨的來源之一,嚴重危害了大氣環(huán)境及人類健康。因此,如何有效去除NOx是當今大氣污染控制研究中的熱點課題。目前,我國使用較多的NOx控制技術為煙氣脫硝技術,其中最有效的方法是以NH3為還原劑選擇性催化還原NO為N2,簡稱NH3-SCR。其中,催化劑的選擇至關重要。Cu-SSZ-13因其較大的比表面積及較多的質子酸性中心獲得了廣泛的關注。然而,其制備所用的模板劑及硅溶膠成本高昂。本論文以降低分子篩的合成成本為目標,利用親水性氣相SiO2成功合成了 Cu-SSZ-13,并通過固載雜多化合物成功提高了樣品的抗水抗硫性能。其次,通過H2-TPR,NH3-TPD,XPS等確定了樣品中活性中心的位置,并對雜多化合物提高樣品抗水抗硫性能的原因進行了討論。此外,金屬氧化物具有來源廣泛,成本低廉等優(yōu)點,但其比表面積較低,活性組分不能得到充分的利用。氧化石墨烯具有較大的比表面積以及優(yōu)異的電子特性,可以提高活性組分的分散程度并加速氧化還原反應中電子的傳遞,增強樣品的脫硝活性。但氧化石墨烯的制備過程繁瑣,且常用來制備MOx/GO復合催化劑的水熱法所需氧化石墨烯用量較大,提高了催化劑的成本。本論文以正己烷為溶劑熱反應介質,一鍋法合成了 3D分級蒲公英狀Ti02微球,并以Cu物種為活性中心,利用光還原法制備了一系列3D Cu-TiO2-GO及Cu/Fe-TiO2-GO脫硝催化劑,大大減少了制備過程中氧化石墨烯的用量。其次,研究了氧化石墨烯用量及Fe/Cu相對含量對脫硝活性的影響并測試了樣品的抗水抗硫性能。最后,通過H2-TPR,NH3-TPD,XPS,Raman,Py-IR等考察了樣品中活性物種的種類及位置,并分析了選用雙金屬作為活性組分的優(yōu)勢。
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TQ426;X701
【圖文】：

圖１－１ＺＳＭ－５結構示意圖：（ａ）ＺＳＭ－５的基本結構單元及［００１］晶面；逡逑（ｂ）ＺＳＭ－５的［１００］晶面；（ｃ）ＺＳＭ－５的孔道結構逡逑ＺＳＭ－５分子篩屬于正交晶系，如圖１－１所示［１９］。其中，硅（鋁）氧四面體通逡逑過公用頂點氧橋形成五元硅（鋁）環(huán)，８個五元環(huán)組成ＺＳＭ－５分子篩的基本結逡逑構單元，其00１晶面如圖１－１0），１００晶面如圖ｌ－ｌ（ｂ），孔道結構如圖ｌ－ｌ（ｃ）所示。逡逑Ｓｏｎｇ＾等研究了不同銅源對Ｃｕ／ＺＳＭ－５脫硝活性的影響，發(fā)現(xiàn)由硝酸銅制備的樣逡逑品（Ｃｕ／ＺＳＭ－５－Ｎ）具有最好的催化活性，在２２５－４０５°Ｃ內(nèi)催化活性高達９０％。逡逑這主要是因為Ｃｕ／ＺＳＭ－５－Ｎ中銅物種得到了高度的分散，并且該樣品比其他銅源逡逑制備的催化劑具有更多的弱酸位及更好的還原能力。Ｈｃｍｇ［２１］等利用“溶解－再結逡逑晶”過程成功將Ｐｔ納米顆粒包封在中空的ＺＳＭ－５中，該樣品在９０°Ｃ下的ＮＯ轉逡逑化率可達８４％，Ｎ２選擇性為９０％，表現(xiàn)出良好的低溫活性。同時，該研宄發(fā)現(xiàn)逡逑４逡逑

圖１－２邋ＳＡＰＯ－３４結構示意圖：（ａ）邋ＳＡＰＯ－３４邋ｂ軸方向框架；逡逑（ｂ）邋ＳＡＰＯ－３４邋ｂ軸方向籠結構原子位置；（ｃ）邋ＳＡＰＯ－３４邋ｃ軸方向籠結構逡逑ＳＡＰＯ－３４由Ｓｉ0４、Ａｌ0４、Ｐ0４四面體相連組成，如圖１－２［２４＿２５】所示，具有由逡逑氧八元環(huán)構成的橢球形籠結構和三維孔道結構，其為負電性骨架，含有可交換的逡逑陽離子。首先，Ｙｕ［２６］等發(fā)現(xiàn)在脫硝反應中，Ｃｕ－ＳＡＰＯ－３４內(nèi)獨立的Ｃｕ２＋離子是活逡逑性位點，反應過程的中間體為氨硝酸鹽物種。２０１７年，ＣｈｅｎｇＰｌ等通過原位逡逑ＤＲＩＦＴＳ邋研宄了邋Ｃｕ－Ｍｎ／ＺＳＭ－５邋的反應機理，其中邋Ｌａｎｇｍｕｉｒ－Ｈｉｎｓｈｅｌｗｏｏｄ邋（Ｌ－Ｈ）逡逑機理和Ｅｌｅｙ－Ｒｉｄｅａｌ邋（Ｅ－Ｒ）機理均有涉及。Ｅ－Ｒ機理的中間產(chǎn)物為配位的ＮＨ３物種，逡逑Ｌ－Ｈ機理的中間產(chǎn)物主要為Ｎ０２及ＮＨ４＋，其中雙齒硝酸鹽轉化為單齒硝酸鹽，逡逑進而轉化為Ｎ０２起到了重要的作用。等研宄了低溫水熱處理過程（ＬＴＨ）逡逑中Ｓｉ含量對Ｃｕ／ＳＡＰＯ－３４脫硝性能的影響，該研宄觀察到樣品中ＳＡＰＯ－３４骨架逡逑及獨立的Ｃｕ＋／Ｃｕ２＋的穩(wěn)定性與Ｓｉ含量呈負相關

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本文編號：2785141