论文部分内容阅读
氮氧化物储存还原(NSR)技术是目前应用在固定源和移动源的NOx去除方面的有效技术手段之一,具有NOx去除效率高、脱硝温度低、不产生其他污染性气体等优点。本文围绕NSR技术吸附剂的研制,分别以PDVB和Al2O3为载体设计了两种不同体系的NOx吸附剂。从吸附剂负载金属的筛选、吸附温度的影响、气体组分的影响、煅烧温度的选择以及金属比例的优化等方面入手,开发了两种具有高NSC值的NOx吸附剂,并进一步确定其应用范围。此外,通过一系列表征手段探究吸附剂表面物理结构和氧化还原性质的变化。从NOx储存位点以及储存机理两方面对比了两种吸附剂的NOx储存行为。获得的主要结论如下:(1)PDVB作为载体,筛选并制得的0.1TiO2/PDVB吸附剂在低温条件下具有最高的NOx储存活性,其NOx储存量为538.38μmol/g,并且具有优异的循环使用性能以及抗硫性能;筛选一系列过渡金属元素确定了Zr-Ba/Al2O3体系,确定了 Zr1Ba2/Al吸附剂在700℃煅烧后,在100℃的吸附温度下具有最高的NOx储存活性,其NSC值为610 μmol/g。(2)PDVB载体作为NOx储存实验的重要组成,在该吸附剂的NOx储存机理方面起到主要作用。TiO2负载使PDVB表面存在官能团间的转化,C-O键可以作为NO和NO2的储存位点存在。此外,0.1TiO2/PDVB表面存在更多的-OH基团,该基团的存在促进了 NOx的储存。而-OH基团的增加推断是由C-O键断裂形成。(3)制备吸附剂时Ba含量占15 wt%,因此在XRD中仅观察到BaCO3晶相的存在,通过表征得到BaCO3作为Zr1Ba2/Al-700吸附剂上的NOx储存位点。此外,Zr1Ba2/Al-700吸附剂表面存在更多的表面吸附氧和氧化还原位点,提高了吸附剂的NO氧化能力,进一步促进有NO氧化成的NO2吸附在储存位点上,增加吸附剂的NOx储存活性。(4)0.1TiO2/PDVB和Zr1Ba2/Al-700两种吸附剂的NOx均能储存在吸附剂上的碱性吸附位点;在储存过程中,NO首先会和吸附剂表面的储存位点结合形成亚硝酸盐,此时归属于亚硝酸盐的峰强较为明显,同时由NO氧化得到的小部分NO2会与储存位点结合形成硝酸盐。0.1TiO2/PDVB吸附剂种的储存位点均呈碱性,但是Zr1Ba2/Al-700吸附剂的储存位点中还存在两性化合物Al2O3;0.1TiO2/PDVB吸附剂上形成的亚硝酸盐物种并没有随着吸附时间的增长而消失,而Zr1Ba2/Al-700吸附剂上的亚硝酸盐物种会随着吸附时间推移而被氧化成硝酸盐物种。