本文選題：介孔氧化鋁　切入點(diǎn)：氧化銅　出處：《昆明理工大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：云南省的黃磷生產(chǎn)企業(yè)較多,在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生大量的黃磷尾氣,而黃磷尾氣中所含的大量CO氣體(85%～95%),是一炭(C1)化工重要的原料氣。但由于黃磷尾氣中含有一些雜質(zhì)氣體,如:H2S(800～1100mg/m3),PH3(750～1200mg/m3),HCN(100～350mg/m3),COS(700～1000mg/m3)等等。所以無(wú)法將黃磷尾氣直接作為C1的原料氣。因?yàn)檫@些雜質(zhì)會(huì)使相關(guān)的催化劑中毒而失去活性,從而影響生產(chǎn)。因此,脫除黃磷尾氣中的雜質(zhì)氣體是實(shí)現(xiàn)其資源化利用的關(guān)鍵一步。目前,國(guó)內(nèi)外尚未對(duì)黃磷尾氣中H2S和PH3的同時(shí)脫除進(jìn)行較為系統(tǒng)和深入的研究。針對(duì)上述問(wèn)題,根據(jù)黃磷尾氣的特征,本研究采用有一定選擇性吸附能力的介孔氧化鋁作為載體材料,通過(guò)負(fù)載活性組分實(shí)現(xiàn)同時(shí)凈化黃磷尾氣中H2S和PH3的目的。本文主要包含兩個(gè)研究方面:負(fù)載型介孔氧化鋁材料的制備及活性評(píng)價(jià);負(fù)載型介孔氧化鋁材料的表征分析和反應(yīng)機(jī)理分析。本課題以介孔氧化鋁為載體,采用蒸發(fā)誘導(dǎo)自組裝法制備負(fù)載型材料。主要考察了市售活性氧化鋁(SS-Al2O3)和介孔氧化鋁(MP-Al2O3)同時(shí)脫除H2S和pH3的性能、一元金屬活性組分的種類和含量、二元金屬活性組分的含量。通過(guò)H2S和PH3兩種氣體100%轉(zhuǎn)化率維持的時(shí)間、硫容和磷容來(lái)評(píng)價(jià)材料的活性。同時(shí),通過(guò) BET、XRD、SEM、FE-SEM、TEM、H2-TPR、XPS、in suit IR 等表征技術(shù)分析材料的物理和化學(xué)性質(zhì),并推理分析相關(guān)的反應(yīng)機(jī)理。主要的研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:由活性評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)結(jié)果得到以下結(jié)論,MP-Al2O3的性能好于SS-Al2O3;一元金屬活性組分金屬Cu含量為60%(即12mmol)時(shí),制備的材料同時(shí)脫除H2S和PH3的性能最佳,相應(yīng)的100%00%轉(zhuǎn)化率維持的時(shí)間分別為230min和135min,硫容和磷容分別為6.70mol H2S/g和6.53mol PH3/g;二元金屬活性組分Ce含量為0.6%(即0.12mmol),制備的材料同時(shí)脫除H2S和PH3的性能最佳,相應(yīng)的100%00%轉(zhuǎn)化率維持的時(shí)間分別為435min和345min,硫容和磷容分別為9.12mol S/g 和 8.09mol P/g。由表征結(jié)果得到以下結(jié)論,由BET和SEM/TEM和XRD的分析結(jié)果可知,介孔氧化鋁載體及其負(fù)載型材料均屬于介孔材料。其中,載體介孔氧化鋁比表面積和總孔容最大,負(fù)載一元金屬活性組分的材料的比表面積等物理性質(zhì)會(huì)隨著Cu含量的增加而降低,結(jié)合活性評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知所制備的材料主要依靠活性組分來(lái)催化氧化H2S和PH3。此外,少量的CeO2能夠調(diào)整CuO的晶體粒徑。同時(shí),這種作用能夠在一定程度上改善負(fù)載二元金屬活性組分的材料的比表面積等相關(guān)參數(shù),但是這并不是其能明顯提升材料性能的主要原因。由H2-TPR的分析結(jié)果可知Ce02的存在能夠降低CuO發(fā)生還原反應(yīng)的溫度,表明兩種活性組分之間存在相互作用,相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道指出,銅離子滲入到二氧化鈰的晶格中,從而增加了二氧化鈰的儲(chǔ)氧能力,并由此提升了材料的活性。由XPS和in suit IR可得到相關(guān)的反應(yīng)機(jī)理:在載體介孔氧化鋁材料上只會(huì)發(fā)生PH3的氧化反應(yīng)生成P2O5。負(fù)載一元金屬活性組分CuO之后,H2S會(huì)與CuO反應(yīng)生成CuS和H2O,同時(shí)P2O5與H20進(jìn)一步反應(yīng)生成(PO3)33-。負(fù)載二元金屬活性組分Ce02之后,(P03)33-會(huì)進(jìn)一步形成PO43-。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：X781

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1610482