论文部分内容阅读
SF6和N2O是《京都议定书》限制排放的主要温室气体,温室效应潜值(GWP)很高,存留时间很长。无水条件下SF6与固体脱氟剂反应是消除SF6的一种有效方法,而催化分解法可有效消除N2O。本论文考察了无水条件下SF6在Al2O3、CaO等单一金属氧化物以及NaF-Si-CaO、KF-Si-CaO等三元混合物脱氟剂上的分解反应。用共沉淀法制备了Cu-Fe、Ni-Fe尖晶石型复合氧化物催化剂,用于N2O催化分解,优化了催化剂组成参数,考察了催化剂的反应稳定性;用溶胶-凝胶法制备了Ce-Co-Al三元复合氧化物催化剂,用于N2O催化分解,对影响活性的催化剂制备参数(组成、母液pH值、K负载量等)进行了优化。用XRD、BET、SEM、H2-TPR、O2-TPD、XPS等技术对以上脱氟剂和催化剂进行了结构表征。还用GGA-PBE泛函方法进行了N2O在Co3O4(110)晶面吸附的理论计算。得到了以下结果:(1)对于SF6分解反应,温度对Al2O3上的SF6分解率有较大影响,Al2O3的反应活性随反应温度的升高而提高。650°C反应时,Al2O3、MgO、CaO、La2O3均可分解SF6,脱氟活性:CaO>La2O3>MgO>Al2O3。KF-Si-Ca O的SF6分解反应活性不如Na F-Si-CaO,因为反应过程中起“催化”作用的KF较NaF活泼,与其他物质反应生成了K2SiF6和KCaF3等惰性物相,无效消耗了一部分KF,降低了脱氟活性。(2)对于N2O催化分解反应,在不同组成的Cu-Fe和Ni-Fe复合氧化物中,组成为CuFe2O4、NiFe2O4的催化剂活性较高,而NiFe2O4的活性和稳定性又均优于CuFe2O4。K改性Ce-Co-Al催化剂的最佳制备参数为:组成Ce0.05Co1.95AlO4,母液pH=2,K负载量为K/(Co+Ce)=0.05(原子比)。K改性催化剂具有较好的Co3+-O-还原能力,氧物种易于脱除,从而具有较好的催化活性。(3)N2O在Co3O4(110)晶面吸附的理论计算结果表明:N-Co2+-O-Co2+可能是N2O的吸附方式。