银/氧化铝催化乙醇选择性还原Nox构效关系研究

来源 :中国科学院研究生院 中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:a956280507
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
银/氧化铝(Ag/Al2O3)催化含氧碳氢化合物如乙醇选择性还原(SCR)氮氧化物(NOx)是有望实际应用于柴油机尾气治理的技术之一。本论文从载体Al2O3前躯体的制备、活性组分银的存在形态表征入手,结合活性评价、动力学与反应机理研究的结果,探讨了Ag/Al2O3催化乙醇选择性还原NOx(乙醇-SCR)的构效关系、氨的形成机制及反应途径。   (1)以水热法合成了拟薄水铝石纳米棒和纳米片,HRTEM表征表明,以此制备的催化剂载体为多晶,载体形貌对Ag/Al2O3催化乙醇选择性还原NOx的活性及耐硫性能的影响并不显著;介孔氧化铝较大的比表面积有利于活性组分Ag的分散,以此为载体的Ag/Al2O3具备了优异的乙醇-SCR活性,以一步法合成的介孔型Ag/Al2O3还原NOx的活性更高。   (2)采用乙二胺为沉淀剂合成了诺三水铝石,经载银、焙烧后制备的并与催化剂比表面积可达300 m2/g以上,显示了较Al2O3纳米棒、纳米片及介孔Al2O3负载的银催化剂更优异的催化乙醇还原NOx的活性:在空速为50000 h-1、600-750 K温度范围内,NOx的转化率接近100%,但反应中形成了大量的氨;通过与NH3-SCR或NH3-SCO催化剂联用,提高了Ag/Al2O3-乙醇组合体系还原NOx的N2选择性。   (3)活性测试的结果表明,改变还原剂乙醇的用量及Ag/Al2O3催化剂上Ag的负载量,都无法完全避免Ag/Al2O3-乙醇组合体系还原NOx过程中NH3的产生;原位DRIFTS与气态产物分析实验证明,Ag/Al2O3催化乙醇选择性还原NOx过程中,关键中间体-NCO的水解是NH3产生的主要来源,反应气氛中共存的水蒸气及还原剂完全氧化产生的水都会引起NH3的产生;活性评价与原位红外的结果表明,源于-NCO水解产生的NH3可促进乙醇的部分氧化,并与表面烯醇式物种反应,重新生成关键中间体-NCO,并转化为最终产物N2,进而在一定程度上提高了NOx的还原效率,这有可能是Ag/Al2O3催化乙醇选择性还原NOx一条新途径。   (4)UV-vis分析表明,在负载量为2-8%的Ag/Al2O3催化剂上,Ag以氧化态(Ag+和Agnδ+)以及金属态的银簇(Agn0)存在,其中氧化态的Ag高于金属态;反应动力学、ICP-OES及H2-O2滴定的研究表明,高度分散的氧化态Ag在Ag/Al2O3催化乙醇选择性还原NOx过程中起到关键作用。   (5)原位DRIFTS表征及量化模拟的结果首次表明,Ag的存在促进了Ag/Al2O3催化乙醇部分氧化过程中高活性烯醇式物种的形成,烯醇式物种倾向于吸附在高分散的Ag位以及Ag-Al界面上;这种与活性组分Ag紧密接触的烯醇式物种比吸附在Al位上的烯醇式物种具有更高的反应活性:能与NO+O2迅速反应形成关键中间体-NCO;原位DRIFTS-MS进一步验证了吸附于Ag位、Ag-Al位的烯醇式物种是乙醇-SCR反应的重要中间体,参与了最终产物N2的形成。
其他文献
学位
学位
本文简述了聚晶立方氮化硼复合片的历史、现状、发展以及做为一种刀具材料所具有的优异性能及其应用。指出了国内PcBN复合片性能差的一个重要原因是可加工性较差。本文以合成
城市化进程快速发展在一定程度上改变了区域水系统的水质演化规律。本文以北京市北运河流域为例,在分析整理流域内地表水、地下水等水质监测成果的基础上,综合利用多变量统计分
近年来随着城市化进程与经济的迅猛发展,中国大气PM2.5污染事件频发,影响范围不仅局限于几个重点城市,而逐步呈现出以城市群为代表的区域性污染特征。京津冀、长江三角洲以及珠
新型弛豫铁电材料铌锌酸铅.钛酸铅(简称PZN-PT)、铌钪酸铅-铌镁酸铅·钛酸铅(简称PSN-PMN-PT)及加锡锆钛酸铅(简称PZST)是一类新兴的功能材料,其在准同型相界附近具有优于传统
岸边带植物是河流生态系统的重要组成部分。在岸边带植物研究中,传统的统计预测方法在其稳态假设和样本拟合方面存在不足,而基于过程方法仍处于早期发展阶段,并且现有的岸边带植
期刊
本文中,我们采用机械合金化方法获得多种成分配比的A1基前驱体含Pt合金,结合脱合金化处理(使用NaOH, HNO3溶液)方法,制备了多种纳米多孔Pt基合金电催化剂。所制备的合金催化剂通过X射线衍射,扫描电子显微镜,透射电子显微镜和高分辨透射电子显微镜进行表征,同时对所得Pt基合金电催化剂进行了燃料电池阳极甲醇氧化和阴极氧气还原反应的电化学催化反应实验。将过渡族金属元素与贵金属铂(Pt)合金化是提高
社会的不断发展加剧了事业单位的竞争,而在事业单位竞争的过程中人力资源是提升单位竞争力的重要手段,其能够在很大程度上实现事业单位可持续发展的目标,因此需要事业单位充