蜂窝状金属丝网载体涂层制备及催化还原NOx研究.pdf

大连理工大学
硕士学位论文
蜂窝状金属丝网载体涂层制备及催化还原NO<,x>研究
姓名:周云龙
申请学位级别:硕士
专业:环境工程
指导教师:赵雅芝
20081201
摘要。排放造成的大气污染日趋严重,采用整体催化剂的净化方法是目前治理尾气排放最为有效的措施之一。金属蜂窝载体与陶瓷蜂窝载体相比较具有更好的耐冲击性能、延展性能和机械性能且导热性好、启动快,可提供比陶瓷蜂窝体大得多的开孔率及几何表面积,在现代尾气治理领域受到越来越广泛的关注。但是,蜂窝状金属载体目前加工工艺复杂,生产成本高,而且金属载体的比表面积很小,使用时需要在表面负载一层高比表面积的陶瓷涂层。金属载体与陶瓷涂层材料的热膨胀系数相差较大,使得载体与涂层之间的结合强度较差,涂层易皲裂、剥落。金属载体与活性涂层的结合强度在一定程度上制约了金属蜂窝催化剂的推广应用,如何改善并提高涂层在基体合金表面的结合强度已成为研究者关注的问题。本文围绕..丝网加工成蜂窝状金属丝网载体,采用电沉积法在蜂窝状金属丝网载体表面制备氧化铝涂层,利用、虰等表征技术并结合超声波检测、热冲击性能实验等手段,考察了铁铬铝高温处理、电沉积电压、电沉积时间、沉积液中铝含量和铝粒径等多个因素对涂层性能的影响。具体工作如下:研究过程中设计开发出两台蜂窝状金属丝网载体加工设备。通过复合电沉积法制备涂层,具体考察了影响涂层的因素,例如电沉积液、沉积电压、沉积时间,沉积液中添加剂的含量、添加剂的粒径、焙烧时间和焙烧温度等。实验结果显示,以添加剂和氧化铝的乙醇溶液为电沉积液,可以在蜂窝状金属丝网基体表面制备适宜厚度的氧化铝涂层。采用越鹗羲客靥褰性ご砜梢郧逑雌浔砻娴奈廴疚铮ü尤胩砑蛹粒在荷确椒ㄌ岣咄坎阌虢鹗艋宓慕岷狭Γ銮苛送坎愕目谷日裥阅芎涂机械振动性能,氧化铝涂层的表面形态以及性质没有因焙烧温度的升高而被损坏。电镜显示涂层表面均匀没有皲裂,砻餮趸镣坎闳允侵饕R匝荆瓵晶形存在。制备了/疌疉、///址湮炎唇鹗羲客靥宕化剂,并采用丙烯选择催化还原氖笛槔雌兰鄱訬5拇呋钚浴=峁砻鱌量为%时,//湮炎唇鹗羲客呋猎诘臀绿跫戮哂薪细叩拇化活性,而且催化活性窗口较宽。⒂冒逼≡翊呋还原。的实验来评价对拇呋钚浴=峁砻鱒甒疶呋辆哂懈的热稳定性和较高的脱硝效率。关键词:蜂窝状金属丝网载体;电沉积;涂层;稳定性;催化还原;大连理工大学硕士学位论文
。研究.,,.,.瑃甋,甈瑄—.%.琫,.,痶/琍///—.
甌/一/篧;;大连理工大学硕士学位论文—篍甌—
大连理工大学学位论文版权使用授权书本人完全了解学校有关学位论文知识产权的规定,在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于大连理工大学,允许论文被查阅和借阅。学校有权保留论文并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印、或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。学位论文题作者签名:导师签名:大连理工大学硕士研究生学位论文
学位论文题目:峰窖碰:金屉丝臼兹茸途蓐崮蓬丝篮主堑垦虚丝型窒型墨年己廊舀盖盘大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知,除文中已经注明引用内容和致谢的地方外,本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果,也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处,本人愿意承担相关法律责任。作者签名:日期:
言引我国大城市的环境污染已经由过去的“煤烟型污染鸩阶1湮!把趸臀廴尽保尾气排放加剧了酸雨、酸雾的发生,成为导致呼吸系统疾病、肿瘤及心血管病的最直接原因,严重的影响人体健康和城市环境质量。目前整体式金属载体的制备制备工艺复杂,价格昂贵。沿用了正弦波蜂窝状结构,通过将波纹箔带与平箔带叠合并卷绕而成,与整体式陶瓷载体相似,内部仍为独立的通道结构,通道在径向上没有连通,气体在通道内部的流动形式主要是层流,这就使得整体式催化载体界面之间的传质传热系数较低。需要开发新的蜂窝状金属载体改变原有的设计,使其具有很好的运用价值。金属蜂窝载体由于具有更好的耐冲击性能、延展性能和机械性能,可提供比陶瓷蜂窝体大得多的开孔率及比表面积等优点,已广泛应用于机动车催化转化器,具有很大地发展潜力。但是,金属载体与陶瓷涂层之间热膨胀系数相差较大,以致在剧烈温度变化下金属载体与活性涂层的附着性较差等问题,极大限制了金属蜂窝载体更广泛的应用。因此,开展关于如何提高金属载体与涂层的结合牢固度及涂层工艺的优化研究很有必要,这对制备寿命长、性能高的尾气净化催化剂意义重大。