【摘要】：NOx主要以NO及NO2的形式存在,是光化學(xué)煙霧及酸雨的來源之一,嚴(yán)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(dāng)今大氣污染控制研究中的熱點(diǎn)課題。目前,我國使用較多的NOx控制技術(shù)為煙氣脫硝技術(shù),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(guān)重要。Cu-SSZ-13因其較大的比表面積及較多的質(zhì)子酸性中心獲得了廣泛的關(guān)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(biāo),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(duì)雜多化合物提高樣品抗水抗硫性能的原因進(jìn)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(diǎn),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(yīng)中電子的傳遞,增強(qiáng)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(fù)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(yīng)介質(zhì),一鍋法合成了 3D分級(jí)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(duì)含量對(duì)脫硝活性的影響并測(cè)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(shì)。
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TQ426;X701
【圖文】：

圖１－１ＺＳＭ－５結(jié)構(gòu)示意圖：（ａ）ＺＳＭ－５的基本結(jié)構(gòu)單元及［００１］晶面；逡逑（ｂ）ＺＳＭ－５的［１００］晶面；（ｃ）ＺＳＭ－５的孔道結(jié)構(gòu)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(diǎn)氧橋形成五元硅（鋁）環(huán)，８個(gè)五元環(huán)組成ＺＳＭ－５分子篩的基本結(jié)逡逑構(gòu)單元，其00１晶面如圖１－１0），１００晶面如圖ｌ－ｌ（ｂ），孔道結(jié)構(gòu)如圖ｌ－ｌ（ｃ）所示。逡逑Ｓｏｎｇ＾等研究了不同銅源對(duì)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(dá)９０％。逡逑這主要是因?yàn)椋茫酰冢樱停担沃秀~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(jié)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(zhuǎn)逡逑化率可達(dá)８４％，Ｎ２選擇性為９０％，表現(xiàn)出良好的低溫活性。同時(shí)，該研宄發(fā)現(xiàn)逡逑４逡逑

圖１－２邋ＳＡＰＯ－３４結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)原子位置；（ｃ）邋ＳＡＰＯ－３４邋ｃ軸方向籠結(jié)構(gòu)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(gòu)成的橢球形籠結(jié)構(gòu)和三維孔道結(jié)構(gòu)，其為負(fù)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(yīng)中，Ｃｕ－ＳＡＰＯ－３４內(nèi)獨(dú)立的Ｃｕ２＋離子是活逡逑性位點(diǎn)，反應(yīng)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(yīng)機(jī)理，其中邋Ｌａｎｇｍｕｉｒ－Ｈｉｎｓｈｅｌｗｏｏｄ邋（Ｌ－Ｈ）逡逑機(jī)理和Ｅｌｅｙ－Ｒｉｄｅａｌ邋（Ｅ－Ｒ）機(jī)理均有涉及。Ｅ－Ｒ機(jī)理的中間產(chǎn)物為配位的ＮＨ３物種，逡逑Ｌ－Ｈ機(jī)理的中間產(chǎn)物主要為Ｎ０２及ＮＨ４＋，其中雙齒硝酸鹽轉(zhuǎn)化為單齒硝酸鹽，逡逑進(jìn)而轉(zhuǎn)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(duì)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(dú)立的Ｃｕ＋／Ｃｕ２＋的穩(wěn)定性與Ｓｉ含量呈負(fù)相關(guān)

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本文編號(hào)：2785141