本文關(guān)鍵詞：堿金屬催化碳煙燃燒反應(yīng)機(jī)理及應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：柴油車碳煙顆粒物(尤其是PM2.5)的排放是導(dǎo)致我國近年中東部地區(qū)大面積的嚴(yán)重霧霾原因之一。由于粒徑較小,PM2.5極易進(jìn)入人的呼吸道,引發(fā)各種呼吸系統(tǒng)和心血管疾病�？刂铺紵熍欧诺慕�(jīng)濟(jì)有效的方式是催化燃燒。在各類碳煙燃燒催化劑中,廉價的堿金屬材料表現(xiàn)出優(yōu)異的活性。但是,對堿金屬催化作用的解釋仍存在爭議,而且對堿金屬催化劑的開發(fā)應(yīng)用仍處于初級階段。本論文從研究反應(yīng)機(jī)理出發(fā),基于堿金屬的電子特性揭示其催化作用本質(zhì)。以Na、K、Rb、Cs等堿金屬為催化劑,考察其催化碳煙與O_2反應(yīng)的表觀活性和內(nèi)在活性。在此基礎(chǔ)上,歸納結(jié)構(gòu)和活性數(shù)據(jù),關(guān)聯(lián)堿金屬的電子特性,通過電子結(jié)構(gòu)計算揭示堿金屬的催化作用本質(zhì)。本文開發(fā)一種鉀改性的FeCrAl金屬絲網(wǎng)型催化柴油顆粒過濾器用以控制柴油機(jī)尾氣碳煙顆粒的排放。鉀金屬催化劑通過化學(xué)沉積法沉積到金屬絲網(wǎng)上,該方法中在高溫條件下(≥800℃)炭黑將氫氧化鉀轉(zhuǎn)化為可以活化金屬絲網(wǎng)的鉀金屬。XRF和SEM測試結(jié)果表明950℃預(yù)處理后的金屬絲網(wǎng)表面析出并形成大量氧化鋁,鉀金屬與其發(fā)生反應(yīng)。在金屬絲網(wǎng)表面生成一種K-O-Al物種,該物種在催化碳煙燃燒反應(yīng)中具有很高的活性并且具有很高的穩(wěn)定性。在循環(huán)評價試驗中,該金屬絲網(wǎng)可以將碳煙的起燃溫度降低至350℃左右,在五次的循環(huán)試驗后仍保持較高且穩(wěn)定的催化活性。
【關(guān)鍵詞】：鉀 碳煙燃燒 催化柴油微粒過濾器 金屬絲網(wǎng) 化學(xué)沉積法 機(jī)理
【學(xué)位授予單位】：河北科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ038
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-19
• 1.1 論文的研究背景9-10
• 1.2 碳煙燃燒催化劑種類10-11
• 1.2.1 貴金屬催化劑10
• 1.2.2 過渡金屬催化劑10-11
• 1.2.3 堿金屬催化劑和堿土金屬催化劑11
• 1.3 堿金屬催化碳煙燃燒反應(yīng)機(jī)理11-14
• 1.3.1 接觸方式機(jī)理11-12
• 1.3.2 碳酸鹽機(jī)理12
• 1.3.3 氧轉(zhuǎn)移機(jī)理12-13
• 1.3.4 電子轉(zhuǎn)移機(jī)理13-14
• 1.4 顆粒過濾器材料14-16
• 1.4.1 陶瓷基過濾體14-15
• 1.4.2 金屬基過濾體15-16
• 1.4.3 復(fù)合基過濾體16
• 1.5 研究內(nèi)容16-19
• 第2章 實(shí)驗材料與表征技術(shù)19-23
• 2.1 實(shí)驗試劑和儀器19-20
• 2.1.1 實(shí)驗試劑19-20
• 2.1.2 實(shí)驗設(shè)備20
• 2.2 實(shí)驗樣品制備20
• 2.3 材料的表征20-23
• 2.3.1 粉末X-射線衍射(XRD)20
• 2.3.2 掃描電子顯微鏡(SEM)20-21
• 2.3.3 顯微共聚焦拉曼光譜儀（Renishaw inVia Raman）21
• 2.3.4 X-射線熒光光譜儀 (X-Ray Fluorescence Spectrometer)21
• 2.3.5 X-射線光電子能譜（XPS）21
• 2.3.6 紅外氣體分析儀21-22
• 2.3.7 紅外光譜儀22-23
• 第3章 堿金屬催化碳煙燃燒反應(yīng)機(jī)理探究23-35
• 3.1 引言23-24
• 3.2 實(shí)驗部分24-26
• 3.2.1 摻雜碳煙顆粒的堿金屬催化劑24
• 3.2.2 氧化鋁負(fù)載的鉀催化劑24-25
• 3.2.3 程序升溫氧化實(shí)驗25-26
• 3.3 實(shí)驗結(jié)果分析26-33
• 3.3.1 摻雜碳煙顆粒的堿金屬催化劑26-30
• 3.3.2 氧化鋁負(fù)載的鉀催化劑30-33
• 3.4 本章小結(jié)33-35
• 第4章 鉀沉積的金屬絲網(wǎng)催化碳煙燃燒顆粒過濾器35-47
• 4.1 引言35-36
• 4.2 實(shí)驗部分36-38
• 4.2.1 金屬絲網(wǎng)預(yù)處理36
• 4.2.2 涂覆漿液的配制36
• 4.2.3 催化劑涂覆36-37
• 4.2.4 催化活性測試37-38
• 4.3 結(jié)果與討論38-46
• 4.3.1 金屬絲網(wǎng)預(yù)處理38-40
• 4.3.2 XRD測試40-41
• 4.3.3 煅燒溫度對鉀涂覆效果的影響41-44
• 4.3.4 催化效果及催化穩(wěn)定性測試44-46
• 4.4 本章小結(jié)46-47
• 結(jié)論47-49
• 參考文獻(xiàn)49-55
• 攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的論文55-57
• 致謝57

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