氧化铜基催化剂选择性催化还原氮氧化物的研究.pdf

Author’s signature: Supervisor’S signature: ExternalReviewers:№旦g基i丛曼h旦坠3里墅Q鱼§墨Q△至Q坠gji堕堕iy曼!墨亟Y Yuan Zhongyong\Professor\Nankai University. 洫!RQ坠醯里丝鱼曼墨Q△坠ing丛坌堕坠i∑曼堡i!Y mittee Chairperson: H鱼坠鱼鱼Q盟坠g!￡!Q鱼曼曼Q丝坠自i塑g堕也Y曼!墨i垃 mittee Members: 垫旦№塑塑鱼墨墨Q△兰h自i堑g堕niy曼盟±Y Zhang WenkuikProfesor\Zhejiang University of !垒鱼丛Q!QgY 至鱼垒坠gXi垒Qbi坠里塑Q鱼§曼Q△圣h曼j i垒塾g!!坠i∑曼!曼i±Y Yang Hangsheng\Professor\Zhej iangUniversity—— Date oforal defence: 』旦盟三:2Q!§ 万方数据浙江大学研究生学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得浙江大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名:易葬d器签字日期: 纱/广年6月7日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解浙江大学有权保留并向国家有关部门或机构送交本论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权浙江大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名:马豺霞签字日期:zD心年6月∥Vl, V 导师张他签字日期:砷\节年乙月弋日万方数据摘要摘要工业生产和日常生活过程中排放的氮氧化物会造成酸雨和光化学烟雾、抑制植被生长、甚至直接危害到人类的身体和器官,严格控制氮氧化物的排放是迫在眉睫的工作。选择性催化还原技术是脱除烟气中氮氧化物的有效方法之一,而催化剂的开发是该技术的关键。目前广泛使用的钒基催化剂面临工作温度高以及毒性高等问题。开发环境友好型催化剂已成为主要目标,然而低温活性不高、反应机理不明确、抗S02毒化性能差、以及S02毒化机理不明确等问题的存在是限制新型催化剂工业应用的主要障碍。本文针对以上问题,以CuOx为主要活性组分,以FeOx,CeOx等环境友好型金属氧化物为辅助活性组分,对选择催化还原机理进行了系统的研究,取得如下成果。 ——,通过调整Fe:Cu的比例,.制备一系歹rJFe—Cu—Ts—Ti02 催化剂,该体系催化剂具有良好的脱硝性能,在有氧气存在的条件下, 温度范围内NO转化率达型J99%。该体系催化剂对NH3有良好的吸附能力。同时该催化剂能催化氧化NO生成N02,并将N0和N02吸附在催化剂表面。表面吸附的 NOx与表面吸附的NH3之间的快速反应是催化剂的低温脱硝性能提高的关键。 —Cu—Ts—Ti02催化剂上高温脱硝新路径在NH3不存在的条件下,在不同温度下,使用S02对Fe— 催化剂进行预处理。SO:会在催化剂表面发生歧化反应。S类物质吸附在催化剂表面抑制了还原剂NH3在催化剂表面的吸附,但是增强了NO的吸附。经过硫化后,催化剂表面Cu2+被还原为Cu+,从而抑制NH3和NO的氧化。在被s02 处理后,催化剂的低温SCR性能减弱,而高温SCR性能增强。吸附的NO和气相中的NH,之间的反应是催化剂上高温SCR反应的新路径。 —Cu——Ts—Ti02(M=Fe,Mn,Ce,Zn,Bi, Sn)催化剂,当反应温度为1 50—300oC时,;当反应温度为350 oC时,s02的通入反而提高了催化剂的SCR 性能。低温条件下,S02对催化剂的钝化主要归因于催化剂表面硫酸盐或亚硫酸盐的沉积,堵塞了催化剂表面的活性位,并影响催化剂的氧化性能,导致NH3 的吸附、NO的氧化和吸附能力都减弱。高温条件下,催化剂经过S02钝化后催万方数据浙江大学博士学位论文化性能的提高,主要是因为催化剂上NH3氧化副反应减弱且NO的吸附增强, 同时催化剂上SO:氧化减弱减少了硫酸盐在催化剂表面的沉积。 :复合金属氧化物催