氨選擇性催化還原（NH3-SCR）技術(shù)是富氧條件下催化脫除氮氧化物最有效的方法之一。由于Beta分子篩具有良好的水熱穩(wěn)定性，金屬離子對Beta分子篩的改性以及在SCR反應(yīng)中的應(yīng)用受到廣泛關(guān)注。本論文系統(tǒng)研究了過渡金屬離子改性的Beta分子篩催化劑的脫硝反應(yīng)活性，研究了催化劑在SCR反應(yīng)中的動力學，確定了Fe (Cu)-Beta催化劑在SCR反應(yīng)中的活性位，為新型SCR分子篩催化劑的研發(fā)提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。 采用液相離子交換法制備了一系列低鐵含量的Fe-Beta催化劑，考察了其在NH3-SCR反應(yīng)中的催化活性。應(yīng)用紫外-可見光譜（UV-vis）和電子順磁共振（EPR）技術(shù)對不同鐵物種進行了定性和定量分析，結(jié)果表明，低鐵含量的Fe-Beta催化劑中主要含有孤立態(tài)Fe3+和聚合態(tài)FexOy兩種鐵物種，并且隨著鐵含量的增加，四配位孤立Fe3+的百分比降低，而六配位孤立Fe3+的百分比升高。原位EPR實驗結(jié)果表明，孤立態(tài)Fe3+表現(xiàn)出了良好的SCR反應(yīng)活性。SCR反應(yīng)的動力學結(jié)果表明，孤立態(tài)Fe3+為SCR反應(yīng)的活性位。SCO反應(yīng)的動力學結(jié)果表明，聚合態(tài)FexOy為SCO反應(yīng)的活性位，并且聚合度不同...

【文章頁數(shù)】：118 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
中文摘要
ABSTRACT
前言
第一章 文獻綜述
    1.1 研究背景
    1.2 NO_x排放控制技術(shù)
    1.3 NH₃-SCR 技術(shù)
        1.3.1 NH₃-SCR 催化劑材料
        1.3.2 NH₃-SCR 反應(yīng)機理
    1.4 Beta 分子篩在 SCR 技術(shù)中的研究進展
        1.4.1 Beta 分子篩的結(jié)構(gòu)和酸性
        1.4.2 Beta 分子篩改性研究
        1.4.3 NO_x在 Fe/Cu-Beta 催化劑的吸附位研究
        1.4.4 金屬離子含量對 NH₃-SCR 反應(yīng)活性的影響
        1.4.5 制備方法對 NH₃-SCR 反應(yīng)活性的影響
    1.5 本課題的研究內(nèi)容、目的及意義
第二章 過渡金屬離子改性Beta分子篩催化劑合成工藝的優(yōu)化和動力學研究方法的確定
    2.1 試驗部分
        2.1.1 實驗原料
        2.1.2 實驗儀器
        2.1.3 樣品制備
        2.1.4 活性評價
        2.1.5 表征
    2.2 過渡金屬改性 Beta 分子篩催化劑合成工藝優(yōu)化
        2.2.1 Fe-Beta 合成工藝的優(yōu)化
        2.2.2 Cu-Beta 合成工藝的優(yōu)化
    2.3 動力學研究方法的確定
        2.3.1 Fe-Beta 內(nèi)、外擴散排除
        2.3.2 Cu-Beta 內(nèi)、外擴散排除
    2.4 小結(jié)
第三章 鐵離子改性 Beta 分子篩催化劑在 NH₃-SCR 反應(yīng)中的應(yīng)用研究
    3.1 實驗部分
        3.1.1 實驗原料
        3.1.2 實驗儀器
        3.1.3 樣品制備
        3.1.4 活性評價
        3.1.5 表征
    3.2 Fe-Beta 催化劑反應(yīng)活性結(jié)果
        3.2.1 NH₃-SCR 反應(yīng)活性
        3.2.2 NH₃-SCO 反應(yīng)活性
    3.3 Fe-Beta 催化劑結(jié)構(gòu)表征結(jié)果
        3.3.1 Fe-Beta 催化劑的元素構(gòu)成
        3.3.2 XRD
        3.3.3 UV-vis
        3.3.4 EPR
    3.4 Fe-Beta 催化劑NH₃-TPD結(jié)果
    3.5 鐵含量對鐵物種的影響
    3.6 鐵物種對 NH₃-SCR 反應(yīng)活性的影響
    3.7 鐵物種對 NH₃-SCO 反應(yīng)活性的影響
    3.8 催化劑 Fe-Beta 在 NH₃-SCR 反應(yīng)中的活性位研究
    3.9 小結(jié)
第四章 銅離子改性 Beta 分子篩催化劑在 NH₃-SCR 反應(yīng)中的應(yīng)用研究
    4.1 實驗部分
        4.1.1 實驗原料
        4.1.2 實驗儀器
        4.1.3 樣品制備
        4.1.4 活性評價
        4.1.5 表征
    4.2 Cu-Beta 催化劑反應(yīng)活性結(jié)果
        4.2.1 NH₃-SCR 反應(yīng)活性
        4.2.2 NH₃-SCO 反應(yīng)活性
        4.2.3 NO 氧化反應(yīng)活性
    4.3 Cu-Beta 催化劑結(jié)構(gòu)表征結(jié)果
        4.3.1 Cu-Beta 催化劑的元素構(gòu)成
        4.3.2 EPR
        4.3.3 H₂-TPR
    4.4 銅含量對銅物種的影響
    4.5 銅物種對 NH₃-SCR 反應(yīng)活性的影響
    4.6 催化劑 Cu-Beta 在 NH₃-SCR 反應(yīng)中的活性位研究
    4.7 小結(jié)
第五章 雙金屬離子(鐵、銅離子)改性 Beta 分子篩催化劑在 NH₃-SCR 反應(yīng)中的應(yīng)用研究
    5.1 實驗部分
        5.1.1 實驗材料
        5.1.2 實驗儀器
        5.1.3 樣品制備
        5.1.4 活性評價
        5.1.5 表征
    5.2 雙金屬(Cu、Fe)改性 Beta 分子篩催化劑合成工藝優(yōu)化
    5.3 Fe-Cu-Beta 催化劑反應(yīng)活性結(jié)果
        5.3.1 NH₃-SCR 反應(yīng)活性
        5.3.2 NH₃-SCO 反應(yīng)活性
        5.3.3 NO 氧化反應(yīng)活性
    5.4 Fe-Cu-Beta 催化劑結(jié)構(gòu)表征結(jié)果
        5.4.1 EPR
        5.4.2 H₂-TPR
    5.5 催化劑 Fe-Cu-Beta 在 NH₃-SCR 反應(yīng)中的動力學研究
    5.6 小結(jié)
第六章 結(jié)論和展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 創(chuàng)新點
    6.3 展望
參考文獻
發(fā)表論文和科研情況
致謝



本文編號：3813345