氮氧化物是危害大氣環(huán)境的主要污染物之一,而選擇性催化還原（SCR）技術(shù)是應(yīng)用最廣泛、成效最顯著的脫除固定源氮氧化物的方法。由于氮氧化物的污染日益嚴(yán)重,我國政府在“十二五”期間明確提出了氮氧化物的總量控制目標(biāo)。因此,SCR技術(shù)得到了越來越多研究者的關(guān)注。從我國國情出發(fā),非釩寬溫窗SCR催化劑以及低溫SCR催化劑的開發(fā)都是我國自主脫硝技術(shù)的研究方向。在此論文中,分別進(jìn)行了這兩類催化劑的改性研究,以此更好地提高催化劑性能,并適用不同的煙氣狀況。首先對Ce02催化劑進(jìn)行表面硫化改性,通過活性實(shí)驗(yàn)和分析測試表征結(jié)果發(fā)現(xiàn),SO2硫化改性可以大輻度提高催化劑在200-570℃寬溫區(qū)范圍內(nèi)的NO去除率,同時(shí)伴隨極少量的N2O生成。SO2硫化改性可以增加催化劑的表面活性氧濃度,促進(jìn)NH3在催化劑表面的吸附和活化。在此研究基礎(chǔ)上,繼續(xù)利用上述催化劑進(jìn)行原位紅外實(shí)驗(yàn)研究。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),SO2硫化改性促使大量Bronsted酸性位生成,而Lewis酸性位的數(shù)量和酸強(qiáng)也有提升,從而有效提高了SCR活性。同時(shí)驗(yàn)證了在硫化后Ce02催化劑上發(fā)生的SCR反應(yīng)主要遵循E-R模型。其次,展開了浸漬法Ca摻雜對MnOx/T... 

【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：135 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
插圖和附表清單
1 緒論
    1.1 氮氧化物排放和污染現(xiàn)狀
    1.2 立項(xiàng)背景和依據(jù)
    1.3 課題目標(biāo)和研究內(nèi)容
2 文獻(xiàn)綜述
    2.1 選擇性催化還原技術(shù)簡介
        2.1.1 NH_3-SCR的反應(yīng)過程
        2.1.2 NH_3-SCR的影響因素
    2.2 選擇性催化還原技術(shù)催化劑應(yīng)用
        2.2.1 貴金屬催化劑
        2.2.2 金屬氧化物催化劑
        2.2.3 分子篩催化劑
    2.3 SO_2對SCR催化劑的影響
    2.4 堿金屬和堿土金屬對SCR催化劑的影響
    2.5 小結(jié)與展望
3 實(shí)驗(yàn)材料、裝置與分析測試方法
    3.1 試劑與儀器
        3.1.1 原材料與試劑
        3.1.2 主要實(shí)驗(yàn)儀器
    3.2 催化材料測試方法
        3.2.1 X-射線衍射
        3.2.2 拉曼光譜
        3.2.3 透射電鏡-電子能譜
        3.2.4 X-射線光電子能譜
        3.2.5 比表面積-孔結(jié)構(gòu)測定
        3.2.6 程序升溫脫附及程序升溫還原分析
        3.2.7 吡啶吸附紅外掃描
        3.2.8 傅立葉原位紅外光譜掃描
    3.3 SCR催化劑性能測試
4 SO_2硫化對CeO_2催化劑SCR性能的影響
    4.1 實(shí)驗(yàn)過程
        4.1.1 催化劑制備
        4.1.2 催化劑性能測試
        4.1.3 主要表征手法
    4.2 SO_2對CeO_2催化劑SCR反應(yīng)過程影響研究
    4.3 SO_2硫化后CeO_2催化劑的SCR性能研究
    4.4 SO_2硫化促進(jìn)CeO_2催化劑的SCR活性機(jī)理研究
        4.4.1 催化劑物理結(jié)構(gòu)特性分析
        4.4.2 催化劑元素化學(xué)性質(zhì)分析
        4.4.3 催化劑表面酸性分析
    4.5 CeO_2作為催化劑的抗SO_2中毒能力研究
    4.6 SO_2硫化后CeO_2催化劑的其他性能研究
        4.6.1 抗水性能研究
        4.6.2 穩(wěn)定性能研究
    4.7 本章小結(jié)
5 未硫化以及硫化后CeO_2催化劑原位紅外反應(yīng)研究
    5.1 NO在CeO_2表面吸附的DRIFT研究
    5.2 NO在硫化后CeO_2表面吸附的DRIFT研究
    5.3 NO以及NO+O_2在兩個(gè)催化劑上吸附的DRIFT圖譜比較
    5.4 NH_3在CeO_2表面吸附的DRIFT研究
    5.5 NH_3在硫化后CeO_2表面吸附的DRIFT研究
    5.6 NH_3在兩個(gè)催化劑上吸附的DRIFT圖譜比較
    5.7 CeO_2和硫化后CeO_2表面先吸附NO+O_2再吸附NH3的DRIFT研究
    5.8 CeO_2表面先吸附NH_3+O_2再吸附NO+O_2的DRIFT研究
    5.9 硫化后CeO_2表面先吸附NH3+O_2再吸附NO+O_2的DRIFT研究
    5.10 DRIFT分析與討論
    5.11 本章小結(jié)
6 浸漬法Ca摻雜對Mn_(0.4)/TiO_2催化劑SCR活性的影響
    6.1 實(shí)驗(yàn)過程
        6.1.1 催化劑制備
        6.1.2 催化劑性能測試
        6.1.3 主要表征手法
    6.2 不同濃度Ca摻雜對Mn_(0.4)/TiO_2催化劑低溫SCR活性的影響
    6.3 不同濃度Ca摻雜對Mn_(0.4)/TiO_2催化劑NO氧化效率的影響
    6.4 不同濃度Ca摻雜對Mn_(0.4)/TiO_2催化劑物理化學(xué)特性的影響
        6.4.1 XRD分析
        6.4.2 催化劑表面元素形態(tài)分析
        6.4.3 催化劑TEM表征
        6.4.4 催化劑比表面積和孔結(jié)構(gòu)特性分析
        6.4.5 催化劑表面酸性分析
    6.5 本章小結(jié)
7 溶膠凝膠法Ca摻雜對Mn_(0.4)/TiO_2催化劑SCR活性影響
    7.1 實(shí)驗(yàn)過程
        7.1.1 催化劑制備
        7.1.2 催化劑性能測試
        7.1.3 主要表征手法
    7.2 不同濃度Ca摻雜對Mn_(0.4)/TiO_2催化劑低溫SCR活性的影響
    7.3 不同濃度Ca摻雜對Mn_(0.4)/TiO_2催化劑物理化學(xué)特性的影響
        7.3.1 XRD分析
        7.3.2 形貌和結(jié)構(gòu)分析
        7.3.3 催化劑比表面積和孔結(jié)構(gòu)特性分析
        7.3.4 程序升溫脫附測試(TPD)
        7.3.5 催化劑的氧化還原性能測試(H_2-TPR)
        7.3.6 催化劑表面元素形態(tài)分析
    7.4 NO以及NH_3吸附的DRIFT研究
    7.5 Ca摻雜促進(jìn)SCR活性機(jī)理紅外分析
    7.6 本章小結(jié)
8 不同金屬摻雜對Mn_(0.4)/TiO_2催化劑SCR性能的影響
    8.1 實(shí)驗(yàn)過程
        8.1.1 催化劑制備
        8.1.2 催化劑性能測試
        8.1.3 主要表征手法
    8.2 不同金屬摻雜對Mn_(0.4)/TiO_2催化劑SCR性能影響
    8.3 不同濃度Ce摻雜對Mn_(0.4)/TiO_2催化劑SCR性能的影響
    8.4 不同金屬摻雜對Ce_(0.02)Mn_(0.4)/TiO_2催化劑SCR性能的影響
        8.4.1 V摻雜的影響
        8.4.2 W摻雜的影響
        8.4.3 Mo摻雜的影響
        8.4.4 Ca摻雜的影響
    8.5 Ca摻雜對Ce_(0.02)Mn_(0.4)/TiO_2催化劑SCR性能的影響
    8.6 Ca摻雜對Ce_(0.02)Mn_(0.4)/TiO_2催化劑物理化學(xué)性質(zhì)的影響
        8.6.1 XRD分析
        8.6.2 催化劑比表面積和孔結(jié)構(gòu)特性分析
        8.6.3 催化劑的氧化還原性能測試(H_2-TPR)
    8.7 Ca_xCe_(0.02)Mn_(0.4)/TiO_2催化劑表面NO和NH_3的吸附和反應(yīng)研究
        8.7.1 NH_3吸附
        8.7.2 NO和O_2同時(shí)吸附
        8.7.3 NO+O_2吸附物種與NH_3反應(yīng)紅外實(shí)驗(yàn)研究
        8.7.4 NH_3吸附物種與NO+O_2反應(yīng)紅外實(shí)驗(yàn)研究
        8.7.5 N_2O生成反應(yīng)研究
    8.8 本章小結(jié)
9 結(jié)論與展望
    9.1 主要結(jié)論
    9.2 對未來工作的建議
參考文獻(xiàn)
論文的創(chuàng)新點(diǎn)
作者簡歷


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Effects of cerium and vanadium on the activity and selectivity of MnOx-TiO2 catalyst for low-temperature NH3-SCR[J]. 吳曉東,司知蠢,栗國,翁端,馬子然.  Journal of Rare Earths. 2011(01)
[2]MnO2/NH4NaY催化劑上的NO低溫選擇性催化還原（SCR）[J]. 伍斌,鄭毅,谷宏專,童志權(quán).  工業(yè)催化. 2007(10)
[3]CeO2/ACFN和MnOx/ACFN低溫選擇性催化還原NO研究[J]. 沈伯雄,史展亮,郭賓彬,王成東,吳春飛.  潔凈煤技術(shù). 2007(01)
[4]低氮氧化物燃燒技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r[J]. 畢玉森.  熱力發(fā)電. 2000(02)



本文編號：3209522