论文部分内容阅读
我国是一个富煤、缺油的国家,随着经济的发展,环境污染问题也日益突出。因此,寻找低污染的替代能源成为当务之急。随着二甲醚生产技术的成熟,产量的大幅提升,二甲醚凭借低污染,以及良好的燃烧性能,成为替代能源的良好选择,必将在民用燃料和车用燃料领域得到广泛的应用。本文选用二甲醚和空气为原料气,考察了二甲醚在Cu-Ce/γ-Al2O3、3%Cu-Ce-La/γ-Al2O3、3% Zr1-xCuxO2-x/γ-Al2O3、Zr1-xCuxO2催化剂以及以介孔γ-Al2O3为载体的5%Cu-Ce/γ-Al2O3催化剂上的催化燃烧活性。结果如下:1. Cu-Ce/γ-Al2O3催化剂在二甲醚催化燃烧反应中起主要作用的是Ce和Cu固溶体,固溶体的形成提高了催化剂的催化性能。在该催化剂上二甲醚的氧化产物中没有一氧化碳,氧化完全。2.不同负载量的Ce0.1Cu0.9O1.1/γ-Al2O3催化剂上二甲醚催化燃烧结果表明:负载量小于6%时,活性组分和固溶体能很好的分散在载体γ-Al2O3上,催化效果较好。当负载量过大时,影响了活性组分在载体γ-Al2O3上的分散,使得催化性能不再变化,甚至降低。在该类催化剂上,二甲醚氧化产物中都没有一氧化碳。3.适量的La掺杂可以提高Ce0.1Cu0.9O1.1/γ-Al2O3催化剂的二甲醚催化燃烧活性。在La0.4-Ce0.1Cu0.9O1.1 /γ-Al2O3催化剂催上,二甲醚催化燃烧化性能最好,其起燃温度(即二甲醚转化率达到10%的温度,记作T10)为235℃,完全转化温度(即二甲醚转化率达到90%的温度,记作T90)为244.8℃。但当温度达到起燃温度后,有一氧化碳生成,二甲醚催化氧化不完全。4.以有机小分子为模板剂,硝酸铝为铝源制备的γ-Al2O3为介孔材料。其中以葡萄糖为模板剂制备的γ-Al2O3比表面积和孔体积较大,孔径分布和晶体形态较好。以其作为载体制备的γ-Al2O3-glu催化剂在二甲醚的催化燃烧反应中展现出较好的性能。5. 5% La0.4-Ce0.1Cu0.9O1.1/γ-Al2O3-glu催化剂上,二甲醚催化燃烧性能要好于其它催化剂,其起燃温度为220℃,完全转化温度为224℃,产物中有少量一氧化碳生成。经过100h寿命实验,催化剂上DME的转化率未见降低,催化剂稳定性良好。6.共沉淀法制备的Zr1-xCuxO2催化剂上,二甲醚催化燃烧起燃温度最低的是Zr0.4Cu0.6O2催化剂,其T10=261.5℃,完全转化温度最低的是Zr0.1Cu0.9O2和Zr0.2Cu0.8O2催化剂上,其T90=279℃。溶胶-凝胶法制备的Zr1-xCuxO2催化剂上,二甲醚的催化燃烧性能最好的是Zr0.3Cu0.7O2催化剂,其起燃温度为255℃,完全转化温度为259.7℃。等体积浸渍法制备的3%Zr1-xCuxO2-x /γ-Al2O3(x=0~0.9)催化剂上,3%Zr0.1Cu0.9O1.1 /γ-Al2O3催化剂上二甲醚的催化燃烧活性最好,其起燃温度为217.8℃,完全转化温度为244.7℃。Zr掺杂使得二甲醚催化燃烧不完全,有较多副产物,尤其一氧化碳生成量较高。7.钙钛矿型LaMnO3、CaMnO3和BaMnO3催化剂上二甲醚催化燃烧都较好,其中性能最好的是LaMnO3催化剂,其起燃温度为215.3℃,完全转化温度为219.9℃,但催化剂稳定性较差。