氧化物(NO_x)是大氣的主要污染物之一,會對人和周圍環(huán)境產(chǎn)生很大危害,如形成酸雨、光化學(xué)煙霧等。氮氧化物主要來源于機(jī)動車排放的尾氣。目前,氨選擇性催化還原技術(shù)(NH_3-SCR)是最主流、最普遍的脫硝方法,這歸因于其脫硝效率高,二次污染少等特點(diǎn)。最近,銅交換的小孔結(jié)構(gòu)CHA分子篩,例如Cu/SSZ-13和Cu/SAPO-34,由于優(yōu)異的催化活性和水熱穩(wěn)定性吸引了科學(xué)家們的關(guān)注。目前,合成Cu/CHA分子篩的方法有很多種,如浸漬法、傳統(tǒng)的溶液離子交換法、固態(tài)離子交換法及原位合成法。在眾多的合成方法中,原位水熱合成法是最有經(jīng)濟(jì)價值的、最簡單的合成Cu/CHA催化劑的方法。NH_3-SCR的催化性能主要受催化劑的水熱穩(wěn)定性和活性位點(diǎn)的數(shù)目及含量的影響。Cu/CHA分子篩中存在兩種活性位點(diǎn),分別為Lewis酸位點(diǎn)(來自于Cu離子)和Br?nsted酸位點(diǎn)(來自于分子篩)�，F(xiàn)在被廣泛接受的觀點(diǎn)是位于分子篩六元環(huán)上分散的Cu離子是主要的活性中心,該活性中心能將NO_x還原成N_2,而位于八元環(huán)上的Cu離子則會導(dǎo)致N_2O的生成,進(jìn)而造成N_2選擇性下降。就分子篩基的SCR催化劑而言,分子篩的Br?nsted酸位點(diǎn)會影響Cu位點(diǎn)的分布以及NH_3的存儲能力進(jìn)而影響SCR性能。通過對Cu/CHA分子篩進(jìn)行改性,如添加其他金屬,調(diào)變催化劑的酸性及活性中心,或者改變形貌,暴露更多的活性位點(diǎn)和酸性位點(diǎn),用于NH_3分子的吸附,進(jìn)而有利于催化性能的提升。本論文主要采用原位水熱合成方法,合成了具有優(yōu)異NH_3-SCR催化性能的小孔Cu/CHA(Cu/SSZ-13及Cu/SAPO-34)分子篩,并對其進(jìn)行改性,表征了晶體的形貌、酸性、金屬存在的狀態(tài),評價了催化性能。主要結(jié)果如下:1.以四乙基氫氧化銨和銅-四乙烯五胺作為雙模板劑,在水熱條件下原位合成納米級Cu/SAPO-34分子篩。同時還對比了浸漬法、研究了Br?nsted酸位點(diǎn)以及晶體尺寸大小對NH_3-SCR性能的影響。結(jié)果表明,原位合成方法以及催化劑的納米尺寸有利于Cu位點(diǎn)的分散,因而可以提升NH_3-SCR催化活性。特別是,原位合成的具有最高酸量的納米Cu/SAPO-34催化劑在180-550 ~oC范圍內(nèi)的NO轉(zhuǎn)化率能達(dá)到80%以上。本工作提供了一種合成納米Cu/SAPO-34的簡單方法,所得催化劑具有優(yōu)異的催化性能和水熱穩(wěn)定性。2.在水熱條件下,采用鎳-二乙烯三胺(Ni-DETA)和銅-四乙烯五胺作為雙模板劑直接合成雙金屬CuNi/SSZ-13分子篩。與單金屬Cu/SSZ-13和Ni/SSZ-13相比,所得的雙金屬CuNi/SSZ-13分子篩在NH_3-SCR反應(yīng)表現(xiàn)出更加優(yōu)異的催化性能。鎳的引入對催化劑在高溫下的催化性能有一定的改善作用,由于Ni/SSZ-13在該反應(yīng)中并沒有催化活性,因此鎳可能通過協(xié)同效應(yīng)起到助催化劑的作用,進(jìn)而促進(jìn)了催化性能的提升。Cu/Ni的摩爾比的改變可調(diào)節(jié)催化劑的催化活性,在所得催化劑中,銅鎳比為5.33的催化劑表現(xiàn)出最高的催化性能,使NO_x轉(zhuǎn)化率在190-520℃的溫度窗口達(dá)80%以上。本工作采用簡單方便的原位法,避免了金屬的聚集,所制備的催化劑表現(xiàn)出優(yōu)異的催化性能。綜上所述,本論文通過將單金屬配合物或雙金屬配合物引入分子篩合成體系中,開發(fā)了原位水熱法直接制備Cu/SAPO-34和CuNi/SSZ-13催化劑。該合成方法簡單易行,避免了由于后處理方法造成金屬聚集的現(xiàn)象。所得催化劑在NH_3-SCR反應(yīng)中表現(xiàn)出良好性能。
【學(xué)位單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：X701;TQ426
【部分圖文】：

第一章 緒論1 NOx的排放現(xiàn)狀氮氧化物(NOx)是大氣的主要污染物之一，包括一氧化氮(NO)、二氧化O2)、氧化亞氮(N2O)等。氮氧化物(NOx)主要來源于機(jī)動車排放的尾氣和工氣[1]，會對人類和環(huán)境造成很大的危害，如形成酸雨，光化學(xué)煙霧，破壞層等[2]。2017 年的《中國機(jī)動車環(huán)境管理年報（2017）》（以下稱《年報》）呈現(xiàn)16 年全國機(jī)動車環(huán)境管理的情況�！赌陥蟆凤@示，我國機(jī)動車產(chǎn)銷量逐年，且連續(xù)八年成為世界機(jī)動車產(chǎn)銷第一大國，機(jī)動車排放的廢氣污染是我氣污染的重要來源。圖 1.1 顯示近 5 年來，隨著我國機(jī)動車保有量的快速，大氣污染等問題也日益嚴(yán)重。

吉林大學(xué)碩士學(xué)位論文.9%；摩托車排放 9.2 萬噸，占 1.6%。汽車是氮氧化物排國柴油車排放的 NOx接近汽車排放總量的 70%。因此，放是當(dāng)前的首要目標(biāo)和重要任務(wù)。

圖 1.3 各類型汽車的氮氧化物（NOx）排放量分擔(dān)率從 1983 年頒布的第一批控制機(jī)動車排放標(biāo)準(zhǔn)至今，我國已經(jīng)連續(xù)實施放法規(guī)。2010 年是政策制定艱難的一年，原定實行的國 IV 標(biāo)準(zhǔn)由于油等問題而擱淺。2013 年 7 月 1 日，國 IV 標(biāo)準(zhǔn)的正式實施，是我國治油車尾氣的里程碑，對預(yù)防大氣污染起到了關(guān)鍵作用。2016 年，環(huán)保國機(jī)動車實施更為嚴(yán)格的國 V 標(biāo)準(zhǔn)。機(jī)動車排放標(biāo)準(zhǔn)的不斷更新與進(jìn)著國家對環(huán)境污染問題的高度重視。

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 ;鉑—錸催化劑——催化重整的一個新的重要發(fā)展[J];煉油設(shè)計簡訊;1972年01期

2 ;一種等長中型煙氣脫硝催化劑性能檢測裝置及檢測[J];化學(xué)分析計量;2017年02期

3 俞堅;張虹;戴擎鐮;陳甘棠;;多組份MoBi催化劑上丙烯氨氧化反應(yīng)Ⅰ.反應(yīng)氣氛對氧化還原型催化劑性能的影響[J];石油化工;1987年07期

4 楊均輝;鄧云祥;閉海燕;林尚安;;共振磨載體催化劑中含鈦量對丙烯聚合的影響[J];合成樹脂及塑料;1987年03期

5 葉玉漢;范田村;;新型鈦系催化劑在環(huán)保中的應(yīng)用簡介[J];化工環(huán)保;1987年05期

6 李焦峰;劉大壯;;積極開發(fā)鉬在化學(xué)化工方面的應(yīng)用[J];河南化工;1987年03期

7 郭章潮;;熱分析技術(shù)用于Z_(102)轉(zhuǎn)化催化劑性能考察[J];中氮肥;1987年01期

8 周邦榮;;國外Sohio丙烯腈制法發(fā)展概況[J];金山油化纖;1987年04期

9 萬學(xué)兵;蘆令芳;;大比重航煤二段加氫芳烴飽和催化劑的選擇及改進(jìn)[J];齊魯石油化工;1987年01期

10 蔣齊禮;;氨廠變換節(jié)能與節(jié)能型催化劑[J];化肥設(shè)計;1988年06期

相關(guān)會議論文 前10條

1 辛勤;;粒子大小、微區(qū)結(jié)構(gòu)和組成對電催化劑性能的影響[A];第十四屆全國催化學(xué)術(shù)會議論文集[C];2008年

2 辛勤;;粒子大小、微區(qū)結(jié)構(gòu)和組成對催化劑性能的影響[A];第七屆全國催化劑制備科學(xué)與技術(shù)研討會論文集[C];2009年

3 姜浩強(qiáng);何潤霞;王娜;王杰;智科端;劉全生;;鑭摻雜對銅錳復(fù)合氧化物變換催化劑性能的影響[A];第十四屆全國青年催化學(xué)術(shù)會議會議論文集[C];2013年

4 孫欣欣;林強(qiáng);李金兵;;載體預(yù)處理工藝對乙烯氧化銀催化劑性能的影響[A];第九屆全國工業(yè)催化技術(shù)及應(yīng)用年會論文集[C];2012年

5 吳慧;樊金串;黃偉;謝克昌;;聚乙二醇對合成二甲醚漿狀催化劑性能的影響研究[A];第十三屆全國催化學(xué)術(shù)會議論文集[C];2006年

6 武芳;何潤霞;智科端;劉全生;;稀土摻雜對煤制合成氣用銅錳變換催化劑性能的影響[A];中國化學(xué)會第十二屆全國應(yīng)用化學(xué)年會論文集[C];2011年

7 趙曉爭;高雄厚;張忠東;張莉;劉宏海;;不同類型稀土元素對原位晶化型催化劑性能的影響[A];甘肅省化學(xué)會第二十七屆年會暨第九屆甘肅省中學(xué)化學(xué)教學(xué)經(jīng)驗交流會論文摘要集[C];2011年

8 苗婷;朱海燕;;活性炭載體結(jié)構(gòu)及預(yù)處理對催化劑性能的影響[A];第十屆全國工業(yè)催化技術(shù)及應(yīng)用年會論文集[C];2013年

9 王紅巖;鄭起;于政錫;林性貽;;鉬助劑對乙炔法合成醋酸乙烯催化劑性能的影響[A];第十三屆全國催化學(xué)術(shù)會議論文集[C];2006年

10 蘇茂;劉少光;戴炎彬;陳成武;張玉清;馮云桑;徐玉松;;稀土氧化物對釩鈦類催化劑性能的影響[A];2011中國功能材料科技與產(chǎn)業(yè)高層論壇論文集（第一卷）[C];2011年

相關(guān)重要報紙文章 前9條

1 于洋;DFAFC催化劑性能大幅提升[N];中國化工報;2014年

2 記者 李曉巖;1，4-丁炔二醇催化劑國產(chǎn)化[N];中國化工報;2015年

3 鄭見;以簡馭繁 認(rèn)識機(jī)理[N];科學(xué)時報;2011年

4 本報記者 金鷺 通訊員 王虎羽;催化劑“混用”出大效益[N];寧波日報;2018年

5 肖萍 胡祖福;碳酸二甲酯新型催化劑性能優(yōu) 有機(jī)硅聚酯改性樹脂開發(fā)成功[N];中國化工報;2000年

6 中國科學(xué)院副院長 張濤;“擬人耗氧”的日日夜夜[N];中國科學(xué)報;2019年

7 ;打破國外技術(shù)壟斷[N];西安日報;2009年

8 記者肖宏斌;上海石化院成果獲市科技進(jìn)步一等獎[N];中國石化報;2009年

9 黃海濤;渣油加氫處理系列催化劑性能優(yōu)良[N];中國石化報;2004年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 孫雍榮;碳基載體催化劑的制備及電化學(xué)性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2018年

2 劉小元;CeO_2基催化劑的制備及其CO氧化性能研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2019年

3 胡燦宇;用于光驅(qū)動化學(xué)轉(zhuǎn)化的等離激元催化劑設(shè)計及其性能研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2019年

4 王長來;基于電子結(jié)構(gòu)調(diào)控設(shè)計高活性催化劑與催化應(yīng)用研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2019年

5 孫桂儒;鋰氧氣電池高性能催化劑的制備及其性能研究[D];東北師范大學(xué);2019年

6 黃浩;用于太陽能—化學(xué)能轉(zhuǎn)化的金屬納米結(jié)構(gòu)設(shè)計[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2018年

7 江彬彬;基于貴金屬設(shè)計高效的電解水催化劑[D];蘇州大學(xué);2018年

8 張靖佳;碳基鉬化合物復(fù)合載體的制備及對Pt催化劑性能影響研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2017年

9 熊亞林;燃料電池催化劑用鉑基納米晶的可控制備及電催化性能研究[D];浙江大學(xué);2017年

10 曲微麗;無機(jī)復(fù)合物載體對直接甲酸燃料電池Pd催化劑性能影響研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2014年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 陳夢陽;原位水熱合成銅基CHA分子篩以及氨選擇催化還原反應(yīng)性能研究[D];吉林大學(xué);2019年

2 魏清茂;三維多孔氮摻雜碳基催化劑的制備及催化性能研究[D];昆明理工大學(xué);2018年

3 潘鵬;B/C/N摻雜的復(fù)合型光催化劑的制備及其降解性能的研究[D];青島科技大學(xué);2019年

4 張夢銳;基于POM@ZIF構(gòu)筑的鉬、鎢基催化劑及其催化性能研究[D];河南大學(xué);2019年

5 向富維;MnO_2/AC和多孔LaMnO_3的制備及其在鋁—空氣電池空氣電極中的催化性能研究[D];云南大學(xué);2017年

6 鄧玉瀟;核黃素制備的氧還原反應(yīng)催化劑性能改進(jìn)及活性中心探索[D];西南石油大學(xué);2018年

7 王健宇;ZIF-8基氮摻雜非貴金屬氧還原催化劑的研究[D];南京大學(xué);2019年

8 邢以晶;燃料電池Pt基催化劑的設(shè)計及其氧還原性能分析[D];武漢理工大學(xué);2018年

9 潘龍君;柴油車尾氣SCR脫硝催化劑的研究[D];中國石油大學(xué)(華東);2017年

10 張靜怡;石墨烯負(fù)載PdCu催化劑的制備及其對乙醇電催化氧化性能的研究[D];廈門大學(xué);2017年

本文編號：2812284