基于ZnO納米陣列的新型脫硝劑的研制及其性能研究
發(fā)布時間:2020-12-25 02:01
現(xiàn)階段低溫SCR技術(shù)是最具有研究價值和應(yīng)用前景的煙氣脫硝技術(shù)。許多研究者致力于開發(fā)在低溫下具有高活性的SCR催化劑。本論文利用氧化鋅(ZnO)納米陣列優(yōu)異的理化性質(zhì),將其作為催化劑載體進行如下研究:采用水熱法在基底(堇青石、鈦片)上原位生長直徑可調(diào)的氧化鋅納米棒陣列。發(fā)現(xiàn)前驅(qū)液濃度、種子濃度、表面活性劑的添加量均在一定程度上影響氧化鋅納米棒陣列的長度、密度及直徑。采用水熱浸漬法在堇青石基底上制備了MnOx-ZnO納米復(fù)合結(jié)構(gòu)SCR脫硝催化劑。當(dāng)浸漬的Mn(NO3)2溶液濃度為0.06 mol/L時,樣品在200oC、空速為10000 h-1時NOx轉(zhuǎn)化率高達96.8%。與相同制備條件下的MnOx-TiO2催化劑對比發(fā)現(xiàn),MnOx-ZnO催化劑在100250oC表現(xiàn)出更好的SCR活性。理化性質(zhì)表明MnOx與ZnO間的協(xié)同作用使催化劑具有更多的活性位點和更大的比表面積、更豐...
【文章來源】:沈陽航空航天大學(xué)遼寧省
【文章頁數(shù)】:75 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
x的來源、危害及排放現(xiàn)狀"> 1.1 NOx的來源、危害及排放現(xiàn)狀
x的來源及危害"> 1.1.1 NOx的來源及危害
x的排放現(xiàn)狀"> 1.1.2 NOx的排放現(xiàn)狀
x生成機理"> 1.1.3 燃煤電廠NOx生成機理
3-SCR脫硝技術(shù)"> 1.2 NH3-SCR脫硝技術(shù)
3-SCR反應(yīng)原理"> 1.2.1 NH3-SCR反應(yīng)原理
3-SCR布置方式"> 1.2.2 NH3-SCR布置方式
1.3 低溫SCR脫硝催化劑研究
2為載體的催化劑"> 1.3.1 以TiO2為載體的催化劑
2O3為載體的催化劑"> 1.3.2 以Al2O3為載體的催化劑
1.3.3 以碳基為載體的催化劑
1.3.4 以分子篩為載體的催化劑
1.3.5 金屬有機骨架材料
1.4 氧化鋅納米材料簡介
1.4.1 氧化鋅簡介
1.4.2 ZnO的催化應(yīng)用
1.4.3 ZnO納米棒陣列的合成方法
1.5 選題依據(jù)與研究內(nèi)容
1.5.1 選題依據(jù)
1.5.2 研究內(nèi)容與研究路線
第2章 Zn O納米棒陣列/堇青石載體的制備及其結(jié)構(gòu)分析
2.1 實驗部分
2.1.1 試劑與材料
2.1.2 儀器與設(shè)備
2.1.3 材料表征測試
2.1.4 樣品制備
2.2 ZnO納米棒陣列/堇青石載體的制備
2.2.1 前驅(qū)液濃度和晶種濃度對ZnO納米棒陣列/堇青石載體的影響
2.2.2 表面活性劑的量對ZnO納米棒陣列/堇青石載體的影響
2.3 ZnO納米棒陣列/堇青石載體的理化性質(zhì)
2.3.1 ZnO納米棒陣列/堇青石載體的孔隙結(jié)構(gòu)分析
2.3.2 ZnO納米棒陣列/堇青石載體的晶型結(jié)構(gòu)分析
2.4 本章小結(jié)
x-ZnO/堇青石復(fù)合脫硝催化劑的制備與其脫硝性能">第3章 MnOx-ZnO/堇青石復(fù)合脫硝催化劑的制備與其脫硝性能
3.1 實驗部分
3.1.1 試劑與材料
3.1.2 儀器與設(shè)備
3.1.3 材料表征測試
3.1.4 樣品制備
3.1.5 脫硝性能與測試
x-ZnO復(fù)合脫硝催化劑的微觀形貌與其脫硝性能分析"> 3.2 MnOx-ZnO復(fù)合脫硝催化劑的微觀形貌與其脫硝性能分析
x-ZnO微觀形貌分析"> 3.2.1 MnOx-ZnO微觀形貌分析
x-ZnO脫硝性能分析"> 3.2.2 MnOx-ZnO脫硝性能分析
x-ZnO與 MnOx-TiO2 脫硝催化劑理化性質(zhì)對比分析"> 3.3 MnOx-ZnO與 MnOx-TiO2 脫硝催化劑理化性質(zhì)對比分析
3.3.1 載體對催化劑脫硝效率影響分析
3.3.2 載體對催化劑孔隙結(jié)構(gòu)影響分析
3.3.3 載體對催化劑晶體結(jié)構(gòu)影響分析
3.3.4 載體對催化劑活性組分影響分析
3.3.5 載體對催化劑還原能力影響分析
3.3.6 載體對催化劑表面酸性強弱影響分析
x-ZnO脫硝催化劑機理分析"> 3.4 MnOx-ZnO脫硝催化劑機理分析
3 吸附"> 3.4.1 NH3 吸附
2 吸附"> 3.4.2 NO+O2 吸附
3與NO+O2表面反應(yīng)"> 3.4.3 吸附態(tài)NH3與NO+O2表面反應(yīng)
x與NH3表面反應(yīng)"> 3.4.4 吸附態(tài)NOx與NH3表面反應(yīng)
3.4.5 機理分析
3.5 本章小結(jié)
第4章 ZnO納米棒陣列/鈦片載體的制備及其結(jié)構(gòu)分析
4.1 實驗部分
4.1.1 試劑與材料
4.1.2 儀器與設(shè)備
4.1.3 材料表征測試
4.1.4 樣品制備
4.2 ZnO納米棒陣列/鈦片載體的制備
4.2.1 晶種濃度對ZnO納米棒陣列/鈦片載體的影響
4.2.2 前驅(qū)液濃度對ZnO納米棒陣列/鈦片載體的影響
4.2.3 表面活性劑對ZnO納米棒陣列/鈦片載體的影響
4.3 ZnO納米棒陣列/鈦片載體的理化性質(zhì)
4.3.1 ZnO納米棒陣列/鈦片載體的孔隙結(jié)構(gòu)分析
4.3.2 ZnO納米棒陣列/鈦片載體的晶型結(jié)構(gòu)分析
4.4 本章小結(jié)
第5章 以ZnO為模板ZnO@ZIF-8 核殼結(jié)構(gòu)的制備與其脫硝性能
5.1 實驗部分
5.1.1 試劑與材料
5.1.2 儀器與設(shè)備
5.1.3 材料表征測試
5.1.4 樣品制備
5.1.5 脫硝性能與測試
5.2 ZnO@ZIF-8 核殼結(jié)構(gòu)的制備及優(yōu)選
5.2.1 ZnO@ZIF-8 生長條件初探
5.2.2 合成時間對ZnO@ZIF-8 形貌影響分析
5.2.3 合成時間對ZnO@ZIF-8 結(jié)構(gòu)影響分析
5.2.4 合成時間對ZnO@ZIF-8 孔隙結(jié)構(gòu)影響分析
5.2.5 合成時間對ZnO@ZIF-8 晶體結(jié)構(gòu)影響分析
5.2.6 ZnO@ZIF-8 的熱穩(wěn)定性分析
5.2.7 合成時間對ZnO@ZIF-8 脫硝效率影響分析
5.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
致謝
攻讀碩士期間發(fā)表(含錄用)的學(xué)術(shù)論文
【參考文獻】:
期刊論文
[1]中國能源產(chǎn)業(yè)十年回顧與展望[J]. 本刊編輯部. 能源. 2018(Z1)
[2]ZnO納米片光催化修復(fù)砷污染土壤研究[J]. 梁璨. 化肥設(shè)計. 2018(05)
[3]Ce摻雜ZnO光催化氧化脫硫性能[J]. 梁鵬舉,管榮新,王偉華,秦少偉,穆金城,丁慧萍,姜建輝. 化工進展. 2018(12)
[4]火電機組鍋爐運行對大氣污染物排放控制措施探討[J]. 孔令鵬. 科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新. 2018(29)
[5]Effects of synthesis methods on catalytic activities of CoOx–TiO2 for low-temperature NH3-SCR of NO[J]. Li Zhu,Yiqing Zeng,Shule Zhang,Jinli Deng,Qin Zhong. Journal of Environmental Sciences. 2017(04)
[6]ZIF-8基多孔碳的制備及吸附性能[J]. 王春宇,張晶,張青云,徐炳乾,杜艷. 化工進展. 2017(01)
[7]并流沉淀法合成Fe摻雜ZnO及其光催化脫氮性能[J]. 孟慶明,王鑒. 化工學(xué)報. 2017(01)
博士論文
[1]煙氣脫硫脫硝關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)及工程應(yīng)用研究[D]. 徐海濤.東南大學(xué) 2016
[2]ZIF-8包覆的核—殼結(jié)構(gòu)材料的合成及其應(yīng)用[D]. 張通.大連理工大學(xué) 2015
[3]高速直噴柴油機混合氣形成動態(tài)特性及其對燃燒過程的影響[D]. 田維.吉林大學(xué) 2010
[4]Mn/TiO2系列低溫SCR脫硝催化劑制備及其反應(yīng)機理研究[D]. 江博瓊.浙江大學(xué) 2008
碩士論文
[1]基于ZnO納米棒陣列自驅(qū)動紫外探測器制備與性能[D]. 彭曉麗.浙江大學(xué) 2018
[2]ZIF-8碳化的多孔碳吸附/電增強吸附磺胺甲惡唑的研究[D]. 李雨昕.大連理工大學(xué) 2017
[3]運城電廠脫硝改造研究[D]. 于洋.華北電力大學(xué) 2016
[4]中國大陸區(qū)域2020、2030年SO2、NOx排放總量情景預(yù)測[D]. 魚智霞.西安建筑科技大學(xué) 2016
[5]金屬有機骨架(Cu-MOF)催化NH3-SCR反應(yīng)去除NO的研究[D]. 劉震震.大連理工大學(xué) 2016
[6]基于ZnO納米陣列的光電及光催化性能研究[D]. 靳柄軍.蘭州理工大學(xué) 2016
[7]金屬有機骨架材料MOF-74的制備及低溫SCR脫硝性能研究[D]. 王慧琴.天津大學(xué) 2015
[8]ZnO光催化氧化煙氣中NO的裝置設(shè)計及其催化性能研究[D]. 董慧科.中北大學(xué) 2015
[9]MOFs的制備及其低溫NH3-SCR脫硝性能研究[D]. 張浩.大連理工大學(xué) 2014
[10]低溫SCR錳基分子篩催化劑的制備與性能研究[D]. 付婧媛.西安建筑科技大學(xué) 2014
本文編號:2936736
【文章來源】:沈陽航空航天大學(xué)遼寧省
【文章頁數(shù)】:75 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
x的來源、危害及排放現(xiàn)狀"> 1.1 NOx的來源、危害及排放現(xiàn)狀
x的來源及危害"> 1.1.1 NOx的來源及危害
x的排放現(xiàn)狀"> 1.1.2 NOx的排放現(xiàn)狀
x生成機理"> 1.1.3 燃煤電廠NOx生成機理
3-SCR脫硝技術(shù)"> 1.2 NH3-SCR脫硝技術(shù)
3-SCR反應(yīng)原理"> 1.2.1 NH3-SCR反應(yīng)原理
3-SCR布置方式"> 1.2.2 NH3-SCR布置方式
1.3 低溫SCR脫硝催化劑研究
2為載體的催化劑"> 1.3.1 以TiO2為載體的催化劑
2O3為載體的催化劑"> 1.3.2 以Al2O3為載體的催化劑
1.3.3 以碳基為載體的催化劑
1.3.4 以分子篩為載體的催化劑
1.3.5 金屬有機骨架材料
1.4 氧化鋅納米材料簡介
1.4.1 氧化鋅簡介
1.4.2 ZnO的催化應(yīng)用
1.4.3 ZnO納米棒陣列的合成方法
1.5 選題依據(jù)與研究內(nèi)容
1.5.1 選題依據(jù)
1.5.2 研究內(nèi)容與研究路線
第2章 Zn O納米棒陣列/堇青石載體的制備及其結(jié)構(gòu)分析
2.1 實驗部分
2.1.1 試劑與材料
2.1.2 儀器與設(shè)備
2.1.3 材料表征測試
2.1.4 樣品制備
2.2 ZnO納米棒陣列/堇青石載體的制備
2.2.1 前驅(qū)液濃度和晶種濃度對ZnO納米棒陣列/堇青石載體的影響
2.2.2 表面活性劑的量對ZnO納米棒陣列/堇青石載體的影響
2.3 ZnO納米棒陣列/堇青石載體的理化性質(zhì)
2.3.1 ZnO納米棒陣列/堇青石載體的孔隙結(jié)構(gòu)分析
2.3.2 ZnO納米棒陣列/堇青石載體的晶型結(jié)構(gòu)分析
2.4 本章小結(jié)
x-ZnO/堇青石復(fù)合脫硝催化劑的制備與其脫硝性能">第3章 MnOx-ZnO/堇青石復(fù)合脫硝催化劑的制備與其脫硝性能
3.1 實驗部分
3.1.1 試劑與材料
3.1.2 儀器與設(shè)備
3.1.3 材料表征測試
3.1.4 樣品制備
3.1.5 脫硝性能與測試
x-ZnO復(fù)合脫硝催化劑的微觀形貌與其脫硝性能分析"> 3.2 MnOx-ZnO復(fù)合脫硝催化劑的微觀形貌與其脫硝性能分析
x-ZnO微觀形貌分析"> 3.2.1 MnOx-ZnO微觀形貌分析
x-ZnO脫硝性能分析"> 3.2.2 MnOx-ZnO脫硝性能分析
x-ZnO與 MnOx-TiO2 脫硝催化劑理化性質(zhì)對比分析"> 3.3 MnOx-ZnO與 MnOx-TiO2 脫硝催化劑理化性質(zhì)對比分析
3.3.1 載體對催化劑脫硝效率影響分析
3.3.2 載體對催化劑孔隙結(jié)構(gòu)影響分析
3.3.3 載體對催化劑晶體結(jié)構(gòu)影響分析
3.3.4 載體對催化劑活性組分影響分析
3.3.5 載體對催化劑還原能力影響分析
3.3.6 載體對催化劑表面酸性強弱影響分析
x-ZnO脫硝催化劑機理分析"> 3.4 MnOx-ZnO脫硝催化劑機理分析
3 吸附"> 3.4.1 NH3 吸附
2 吸附"> 3.4.2 NO+O2 吸附
3與NO+O2表面反應(yīng)"> 3.4.3 吸附態(tài)NH3與NO+O2表面反應(yīng)
x與NH3表面反應(yīng)"> 3.4.4 吸附態(tài)NOx與NH3表面反應(yīng)
3.4.5 機理分析
3.5 本章小結(jié)
第4章 ZnO納米棒陣列/鈦片載體的制備及其結(jié)構(gòu)分析
4.1 實驗部分
4.1.1 試劑與材料
4.1.2 儀器與設(shè)備
4.1.3 材料表征測試
4.1.4 樣品制備
4.2 ZnO納米棒陣列/鈦片載體的制備
4.2.1 晶種濃度對ZnO納米棒陣列/鈦片載體的影響
4.2.2 前驅(qū)液濃度對ZnO納米棒陣列/鈦片載體的影響
4.2.3 表面活性劑對ZnO納米棒陣列/鈦片載體的影響
4.3 ZnO納米棒陣列/鈦片載體的理化性質(zhì)
4.3.1 ZnO納米棒陣列/鈦片載體的孔隙結(jié)構(gòu)分析
4.3.2 ZnO納米棒陣列/鈦片載體的晶型結(jié)構(gòu)分析
4.4 本章小結(jié)
第5章 以ZnO為模板ZnO@ZIF-8 核殼結(jié)構(gòu)的制備與其脫硝性能
5.1 實驗部分
5.1.1 試劑與材料
5.1.2 儀器與設(shè)備
5.1.3 材料表征測試
5.1.4 樣品制備
5.1.5 脫硝性能與測試
5.2 ZnO@ZIF-8 核殼結(jié)構(gòu)的制備及優(yōu)選
5.2.1 ZnO@ZIF-8 生長條件初探
5.2.2 合成時間對ZnO@ZIF-8 形貌影響分析
5.2.3 合成時間對ZnO@ZIF-8 結(jié)構(gòu)影響分析
5.2.4 合成時間對ZnO@ZIF-8 孔隙結(jié)構(gòu)影響分析
5.2.5 合成時間對ZnO@ZIF-8 晶體結(jié)構(gòu)影響分析
5.2.6 ZnO@ZIF-8 的熱穩(wěn)定性分析
5.2.7 合成時間對ZnO@ZIF-8 脫硝效率影響分析
5.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
致謝
攻讀碩士期間發(fā)表(含錄用)的學(xué)術(shù)論文
【參考文獻】:
期刊論文
[1]中國能源產(chǎn)業(yè)十年回顧與展望[J]. 本刊編輯部. 能源. 2018(Z1)
[2]ZnO納米片光催化修復(fù)砷污染土壤研究[J]. 梁璨. 化肥設(shè)計. 2018(05)
[3]Ce摻雜ZnO光催化氧化脫硫性能[J]. 梁鵬舉,管榮新,王偉華,秦少偉,穆金城,丁慧萍,姜建輝. 化工進展. 2018(12)
[4]火電機組鍋爐運行對大氣污染物排放控制措施探討[J]. 孔令鵬. 科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新. 2018(29)
[5]Effects of synthesis methods on catalytic activities of CoOx–TiO2 for low-temperature NH3-SCR of NO[J]. Li Zhu,Yiqing Zeng,Shule Zhang,Jinli Deng,Qin Zhong. Journal of Environmental Sciences. 2017(04)
[6]ZIF-8基多孔碳的制備及吸附性能[J]. 王春宇,張晶,張青云,徐炳乾,杜艷. 化工進展. 2017(01)
[7]并流沉淀法合成Fe摻雜ZnO及其光催化脫氮性能[J]. 孟慶明,王鑒. 化工學(xué)報. 2017(01)
博士論文
[1]煙氣脫硫脫硝關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)及工程應(yīng)用研究[D]. 徐海濤.東南大學(xué) 2016
[2]ZIF-8包覆的核—殼結(jié)構(gòu)材料的合成及其應(yīng)用[D]. 張通.大連理工大學(xué) 2015
[3]高速直噴柴油機混合氣形成動態(tài)特性及其對燃燒過程的影響[D]. 田維.吉林大學(xué) 2010
[4]Mn/TiO2系列低溫SCR脫硝催化劑制備及其反應(yīng)機理研究[D]. 江博瓊.浙江大學(xué) 2008
碩士論文
[1]基于ZnO納米棒陣列自驅(qū)動紫外探測器制備與性能[D]. 彭曉麗.浙江大學(xué) 2018
[2]ZIF-8碳化的多孔碳吸附/電增強吸附磺胺甲惡唑的研究[D]. 李雨昕.大連理工大學(xué) 2017
[3]運城電廠脫硝改造研究[D]. 于洋.華北電力大學(xué) 2016
[4]中國大陸區(qū)域2020、2030年SO2、NOx排放總量情景預(yù)測[D]. 魚智霞.西安建筑科技大學(xué) 2016
[5]金屬有機骨架(Cu-MOF)催化NH3-SCR反應(yīng)去除NO的研究[D]. 劉震震.大連理工大學(xué) 2016
[6]基于ZnO納米陣列的光電及光催化性能研究[D]. 靳柄軍.蘭州理工大學(xué) 2016
[7]金屬有機骨架材料MOF-74的制備及低溫SCR脫硝性能研究[D]. 王慧琴.天津大學(xué) 2015
[8]ZnO光催化氧化煙氣中NO的裝置設(shè)計及其催化性能研究[D]. 董慧科.中北大學(xué) 2015
[9]MOFs的制備及其低溫NH3-SCR脫硝性能研究[D]. 張浩.大連理工大學(xué) 2014
[10]低溫SCR錳基分子篩催化劑的制備與性能研究[D]. 付婧媛.西安建筑科技大學(xué) 2014
本文編號:2936736
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