中國擁有豐富的煤炭資源和煤礦瓦斯資源,這意味著我國短期內(nèi)仍不會改變以煤炭為主的能源結(jié)構(gòu)。在煤炭資源開采過程中,被大量排空的煤礦乏風(fēng)中由于存在含量極低的瓦斯氣體,不僅引起了強(qiáng)烈的溫室效應(yīng),還伴隨著能源的巨大浪費。如何開發(fā)利用被浪費的煤礦乏風(fēng)瓦斯,緩解溫室效應(yīng)一直是非常重要的研究課題。目前,關(guān)于煤礦乏風(fēng)瓦斯的利用途徑主要包括助燃空氣燃燒、化學(xué)循環(huán)燃燒、(催化)逆流反應(yīng)器的熱能利用、集中器的甲烷富集等,在上述利用方案中,催化劑均扮演著重要角色。在甲烷催化燃燒領(lǐng)域內(nèi),研究較早的是Pd、Pt、Au等貴金屬催化劑,但由于存在高溫下活性組分的揮發(fā)、燒結(jié)、熱穩(wěn)定性差和價格昂貴等問題所以一直被限制使用,而過渡金屬氧化物因其相對低廉的價格、較高的催化活性而得到了更廣泛的研究。在所有的過渡金屬氧化物中,Co3O4因其催化活性最高因而成為了當(dāng)前的研究熱點。本論文研究的內(nèi)容主要是以探究Mn、Ce對Co3O4催化活性的促進(jìn)機(jī)制及其載體型(SiO2、Al2O3)催化劑的應(yīng)用為主線展開,研究的表征手段主要包括XRD、SEM、EDS、BET、FT-IR、TG、TEM、XPS。(1)利用熱吸附法結(jié)合模板法成功制備Co3O...

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 煤礦乏風(fēng)瓦斯的利用技術(shù)
    1.3 甲烷的催化燃燒
    1.4 甲烷燃燒催化劑的研究進(jìn)展
        1.4.1 貴金屬類催化劑
        1.4.2 過渡金屬氧化物催化劑
    1.5 主要研究內(nèi)容
第2章 催化劑的制備與表征
    2.1 催化劑的制備
        2.1.1 制備方案
        2.1.2 主要實驗儀器
        2.1.3 主要化學(xué)藥品
    2.2 催化劑的表征
        2.2.1 X射線衍射儀(XRD)
        2.2.2 傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)
        2.2.3 熱重分析儀(TG)
        2.2.4 掃描電鏡(SEM)
        2.2.5 比表面積分析儀(BET)
        2.2.6 X射線光電子能譜(XPS)
        2.2.7 透射電子顯微鏡(TEM)
    2.3 催化劑活性測試
第3章 Co₃O₄基納米催化劑的制備及其對低濃度甲烷的催化氧化研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 Co₃O₄基納米催化劑的制備
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 Co₃O₄基納米催化劑的結(jié)構(gòu)與成分表征
        3.3.2 摻雜濃度對Co₃O₄基納米催化劑結(jié)構(gòu)及成分的影響
        3.3.3 Co₃O₄納米催化劑形成機(jī)制的分析
        3.3.4 Mn和Ce對Co₃O₄納米催化劑表面化學(xué)狀態(tài)的影響
        3.3.5 催化劑性能評估
        3.3.6 Mn和Ce對Co₃O₄催化氧化甲烷的促進(jìn)機(jī)制分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 Co₃O₄/SiO₂基催化劑的制備及其對低濃度甲烷的催化氧化研究
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 Co₃O/SiO₂基催化劑的制備
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 Co₃O₄/SiO₂基催化劑的結(jié)構(gòu)與成分表征
        4.3.2 Co:Mn和Co:Ce對Co₃O₄/SiO₂基催化劑結(jié)構(gòu)及成分的影響
        4.3.3 Co₃O4/Sio₂催化劑形成機(jī)制的分析
        4.3.4 Mn和Ce對Co₃O₄/SiO₂催化劑表面化學(xué)狀態(tài)的影響
        4.3.5 催化劑性能評估
    4.4 本章小結(jié)
第5章 Co₃O₄/Al₂O₃基催化劑的制備及其對低濃度甲烷的催化氧化研究
    5.1 引言
    5.2 實驗部分
        5.2.1 Co₃O₄/A1₂O3基催化劑的制備
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 催化劑的結(jié)構(gòu)成分表征
        5.3.2 Co₃O₄添加量對Co₃O₄/Al₂O₃基催化劑結(jié)構(gòu)及成分的影響
        5.3.3 催化劑性能評估
    5.4 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
作者簡歷



本文編號：3984618