發(fā)布時(shí)間：2018-10-19 17:48

【摘要】：我國(guó)煤資源非常豐富,能源結(jié)構(gòu)以煤為主,燃煤電廠等固定源是煤消耗的主要源頭。而煤的燃燒會(huì)產(chǎn)生大量氮氧化物和硫化物等污染物,如何嚴(yán)格控制和治理固定源尾氣污染成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。其中硫化物的治理在我國(guó)已取得了較好的成效,但是氮氧化物的治理起步較晚,是當(dāng)前迫切需要解決的問(wèn)題。目前,工業(yè)上固定源脫硝的主流技術(shù)是采用氨選擇性催化還原技術(shù),而V2O5-WO3(MoO3)/TiO2催化劑是工業(yè)上普遍使用的固定源脫硝催化劑。但這種催化劑在使用過(guò)程中存在催化劑操作溫度窗口窄、催化劑高溫選擇性差、使用壽命短、活性組分釩物種有毒、使用過(guò)程中需要吹灰等一系列缺點(diǎn)。這就要求開發(fā)低溫脫硝催化劑或具有寬操作溫度窗口的非釩基環(huán)境友好的催化劑。在所有非貴金屬元素化合物中,錳基催化劑的低溫活性最好,是當(dāng)前低溫脫硝研究的熱點(diǎn)。銳鈦礦TiO2載體具有能與活性組分間形成強(qiáng)相互作用、較好的抗水抗硫性能、價(jià)廉易得等優(yōu)點(diǎn),因而在工業(yè)上被廣泛使用。但當(dāng)將錳基催化劑與銳鈦礦TiO2組合在一起時(shí),由于誘導(dǎo)效應(yīng)的存在,無(wú)論是浸漬法還是共沉淀法都會(huì)引起銳鈦礦向金紅石的轉(zhuǎn)晶,因而降低了催化劑的催化性能。本文通過(guò)加入陽(yáng)離子表面活性劑CTAB,利用反向共沉淀法制備一系列鐵錳鈦復(fù)合氧化物催化劑,并對(duì)樣品進(jìn)行BET、TEM、XRD、H2-TPR、 XPS、NH3-TPD和in situDRIFTS等表征,探討了該催化劑在氨的選擇催化還原反應(yīng)中的作用機(jī)制,并進(jìn)一步考察了不同焙燒溫度和不同原料配比對(duì)催化劑催化性能的影響。具體研究?jī)?nèi)容如下：1.以未添加陽(yáng)離子表面活性劑CTAB制備的樣品為參照,系統(tǒng)分析了CTAB輔助制備催化劑對(duì)催化性能的影響。研究表明：在催化劑制備過(guò)程中,CTAB能與催化劑前體形成有機(jī)/無(wú)機(jī)復(fù)合物,從而能抑制活性相對(duì)銳鈦礦TiO2的誘導(dǎo),并形成更多的路易斯酸位。這有利于增強(qiáng)催化劑活性相與載體間的相互作用,提高其氧化還原性能,從而提高其在氨選擇性催化還原反應(yīng)中的活性。測(cè)試結(jié)果表明：當(dāng)焙燒溫度為500℃時(shí),樣品具有較好的低溫活性,在100～350℃操作溫度范圍內(nèi)NO轉(zhuǎn)化率能達(dá)到100%,在操作溫度為200℃以下時(shí),其選擇性可以達(dá)到80%以上,且具有良好的低溫抗水性能。2.系統(tǒng)研究了焙燒溫度對(duì)CTAB輔助制備的鐵錳鈦復(fù)合氧化物的影響,并以未添加陽(yáng)離子表面活性劑CTAB制備的樣品為參照,進(jìn)一步研究催化劑的脫硝機(jī)制。研究表明：在本體系中,催化劑的比表面積不是催化劑性能的決定性因素。銳鈦礦TiO2晶相載體比無(wú)定形TiO2結(jié)構(gòu)更有利于催化劑活性的提高。載體與活性相間的相互作用增強(qiáng)了晶格氧的活潑性,從而有利于活化氨分子。CTAB的添加有利于孤立態(tài)活性鐵物種的形成,從而有利于其中溫選擇性的提高。不同的焙燒溫度不僅改變了載體的結(jié)構(gòu)和織構(gòu)性質(zhì),而且對(duì)催化劑中活性組分的表面濃度、分散狀態(tài)和價(jià)態(tài)有很大的影響,從而影響了催化劑在氨選擇性催化還原反應(yīng)中的性能。當(dāng)樣品焙燒溫度為400℃時(shí),在150～350℃操作溫度范圍內(nèi)NO轉(zhuǎn)化率能達(dá)到100%,而在這一溫度區(qū)間其選擇性可以達(dá)到90%以上,極大的拓展了錳基催化劑在氨選擇性催化還原反應(yīng)中的操作溫度窗口,且在操作溫度為300℃實(shí)驗(yàn)條件下,樣品顯示出了一定的抗水抗硫性能。3.系統(tǒng)研究了不同原料配比對(duì)催化劑催化性能的影響,研究結(jié)果表明：當(dāng)鐵錳鈦物種的摩爾配比為1：1：10時(shí),其在NH3-SCR反應(yīng)中的低溫活性最好。而樣品在NH3-SCR反應(yīng)中的選擇性與鐵物種的含量有關(guān),其值越大,選擇性越高。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：O643.36;X773

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 龔惠娟,陳澤智;車用尾氣催化劑催化特性的模擬[J];計(jì)算機(jī)與應(yīng)用化學(xué);2000年05期

2 陳澤智,陶建幸,龔惠娟;車用尾氣催化劑工作性能的模擬與分析方法[J];計(jì)算機(jī)與應(yīng)用化學(xué);2001年Z1期

3 王嵩;毛東森;吳貴升;郭曉明;盧冠忠;;銅/氧化鋯催化劑的制備及應(yīng)用研究進(jìn)展[J];化工進(jìn)展;2008年06期

4 趙海;張德祥;高晉生;;稀土摻雜鐵錳脫硝催化劑的制備及其性能研究[J];煤炭轉(zhuǎn)化;2011年04期

5 ;輕油制氫燒結(jié)型催化劑降低煅燒溫度和催化劑中鎳含量初步研究[J];勝利石油化工;1976年03期

6 秦永寧;烴類水蒸汽轉(zhuǎn)化制氫催化劑初步設(shè)計(jì)[J];天津大學(xué)學(xué)報(bào);1978年02期

7 南化公司研究院二室釩催化劑組;美國(guó)進(jìn)口硫酸釩催化劑剖析報(bào)告[J];硫酸工業(yè);1979年02期

8 劉金香;高秀英;;熱重法用于天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化催化劑的篩選和還原條件的考察[J];石油化工;1980年07期

9 楊孔章;劉傳樸;;氫氣脈沖色譜法測(cè)定催化劑中鎳表面積[J];石油化工;1980年10期

10 李樹本;;多組份鉬酸鹽催化劑丙烯氨氧化性能的研究[J];石油化工;1981年07期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 李文鵬;徐顯明;郁向民;李方偉;裴皓天;李影輝;;天然氣二段蒸汽轉(zhuǎn)化催化劑的分析表征[A];第四屆全國(guó)工業(yè)催化技術(shù)及應(yīng)用年會(huì)論文集[C];2007年

2 汪國(guó)軍;吳糧華;陳欣;謝在庫(kù);;丙烯腈新型催化劑研制[A];第十三屆全國(guó)催化學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2006年

3 鄭俊嫻;王遠(yuǎn)洋;;相催化劑微粒聚集分維特征的模擬研究[A];第七屆全國(guó)催化劑制備科學(xué)與技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2009年

4 周曉奇;李速延;;變換催化劑的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)[A];第2屆全國(guó)工業(yè)催化技術(shù)及應(yīng)用年會(huì)論文集[C];2005年

5 張鴻喜;吳君璧;宋美婷;李海濤;亢麗娜;趙永祥;;水熱條件下Ni/La_2O_3-SiO_2-Al_2O_3催化劑結(jié)構(gòu)演變[A];第十屆全國(guó)工業(yè)催化技術(shù)及應(yīng)用年會(huì)論文集[C];2013年

6 歐陽(yáng)平;姚金華;陳國(guó)需;李華峰;;摩擦催化反應(yīng)中機(jī)械摩擦作用對(duì)催化劑的影響[A];第四屆全國(guó)工業(yè)催化技術(shù)及應(yīng)用年會(huì)論文集[C];2007年

7 劉智;黃海兵;張新莉;甄洪鵬;義建軍;黃啟谷;楊萬(wàn)泰;張明革;高克京;李紅明;;高活性TiCl_4/SiO_2/AlEt_3催化劑淤漿聚合制備寬峰分布聚乙烯[A];2011年全國(guó)高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集[C];2011年

8 楊述芳;陶若虹;徐樹元;任宏俊;;催化劑的壁厚設(shè)計(jì)與壽命管理[A];2012中國(guó)環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（第三卷）[C];2012年

9 韓哲;張冬菊;李國(guó)平;武劍;劉成卜;;Ziegler-Natta催化劑下α-烯烴聚合反應(yīng)中若干問(wèn)題的理論研究[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第九屆全國(guó)量子化學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議暨慶祝徐光憲教授從教六十年論文摘要集[C];2005年

10 洪景萍;;山梨醇和釕助劑添加對(duì)二氧化硅擔(dān)載鈷基催化劑結(jié)構(gòu)及其費(fèi)托合成性能影響的原位表征研究[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第28屆學(xué)術(shù)年會(huì)第1分會(huì)場(chǎng)摘要集[C];2012年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前3條

1 覃澤文;催化劑助氫氣輕松儲(chǔ)存[N];中國(guó)能源報(bào);2009年

2 仇國(guó)賢;原位晶化催化劑降物耗能耗[N];中國(guó)化工報(bào);2009年

3 特約記者 張曉君　蕭兵;科技創(chuàng)新降低能耗提高效率[N];中國(guó)石油報(bào);2011年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 周功兵;液相苯部分加氫制環(huán)己烯新型釕催化劑的研究[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

2 劉洋;基于POC和SCR技術(shù)降低車用柴油機(jī)顆粒物和氮氧化物排放的研究[D];山東大學(xué);2015年

3 伍士國(guó);基于CTAB輔助制備的FeMnTiO_x催化劑NH_3-SCR脫硝的性能研究[D];南京大學(xué);2015年

4 黃一波;含氟硫脲有機(jī)催化劑的制備及應(yīng)用[D];南京理工大學(xué);2012年

5 鄭曉玲;活性炭為載體釕催化劑的制備及氨合成催化性能的研究[D];福州大學(xué);2002年

6 冉樂(lè);釕基催化劑上含氯揮發(fā)性有機(jī)化合物的低溫催化燃燒[D];華東理工大學(xué);2013年

7 馬朝霞;氧化銅基催化劑選擇性催化還原氮氧化物研究[D];浙江大學(xué);2015年

8 何俊俊;鋰基和鉀基稀燃氮氧化物儲(chǔ)存還原催化劑結(jié)構(gòu)與性能研究[D];天津大學(xué);2010年

9 王紅霞;鉬基催化劑上水蒸氣處理對(duì)甲烷芳構(gòu)化活性的影響及積碳性質(zhì)研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（大連化學(xué)物理研究所）;2003年

10 陳爽;釩系催化劑催化甲醇選擇性氧化合成二甲氧基甲烷[D];天津大學(xué);2012年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 段志敏;甲烷二氧化碳重整反應(yīng)鎳基和鈷基催化劑的制備及性能研究[D];內(nèi)蒙古大學(xué);2015年

2 馬茹瑰;CO_2加氫合成甲醇Cu-ZnO-ZrO_2催化劑的制備與性能研究[D];昆明理工大學(xué);2015年

3 何貞泉;Cu/γ-Al_2O_3催化劑對(duì)HCN的催化水解性能研究[D];昆明理工大學(xué);2015年

4 陳新怡;超臨界甲醇中纖維素半纖維素催化轉(zhuǎn)移加氫液化研究[D];昆明理工大學(xué);2015年

5 陳雅;M41S及SBA-15介孔分子篩固載硅鎢酸催化劑的制備表征及催化性能研究[D];鄭州大學(xué);2015年

6 李博;過(guò)渡金屬?gòu)?fù)合物催化劑催化二氧化碳加氫反應(yīng)的研究[D];蘭州大學(xué);2015年

7 邢婉貞;硅烷偶聯(lián)劑改性硅膠催化雙氧水的Baeyer-Villiger反應(yīng)研究[D];南京理工大學(xué);2015年

8 郭瑜;負(fù)載型鐵基納米金催化劑的制備及其構(gòu)效關(guān)系研究[D];山東大學(xué);2015年

9 張信莉;Mn改性γ-Fe_2O_3催化劑低溫SCR脫硝性能研究[D];山東大學(xué);2015年

10 孫帥帥;CuO/CeO_2的浸漬法制備及其催化CO氧化性能[D];上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院;2015年

，

本文編號(hào)：2281885