低温脱硫脱硝催化剂CexMn1-xO2/ACF的制备方法及理论研究

批准号:
51108169
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
25.0 万元
负责人:
路培
依托单位:
学科分类:
E1005.空气污染控制
结题年份:
2014
批准年份:
2011
项目状态:
已结题
项目参与者:
李珊红、晏铭、郭静、文青波、赵伟伟、范春贞
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中文摘要
本项目将系统研究制备低温脱硫脱硝催化剂的催化剂低温性能提升方法、催化剂综合性能及寿命的提升理论。研究中采用改性活性炭纤维并以其负载具有较高电子转移/存贮能力的CexMn1-xO2的方法大幅提升催化剂低温活性;同时将表面化学研究方法首次应用于催化剂脱硫脱硝的表面化学过程研究,研究中以Thermokinetics等研究催化剂中毒失活的表面化学过程及其机制,阐明催化剂的性能提升、寿命延长的理论。主要内容为:①较高低温活性催化剂的研制;②催化剂低温性能提升的实证和理论依据;③高性能、长寿命催化剂制备的相关理论研究,其关键为催化表面化学过程研究。项目中方法研究与理论研究相辅相成,通过表面化学过程研究催化剂中毒失活这一关键理论问题不仅方法极具创新且可行。项目的预期研究成果不仅可直接提升我国脱硫脱硝催化剂制备领域的技术与理论水平,而且具有极大的社会应用潜力。
英文摘要
项目执行三年来,项目组紧紧围绕研究计划开展工作,在用于低温SCR脱硝催化剂载体ACF的性能改进、低温SCR炭基催化剂的制备及其性能研究、水蒸气和二氧化硫对催化剂性能的影响、SCR脱硝过程的热力学和动力学等方面进行了深入的研究并取得了进展。通过研究发现了10%CexMn1-xO2/NPACF系列催化剂中, Ce0.5Mn0.5O2/NPACF表现出了最好的SCR脱硝性能,其脱硝效率在320℃时可高于 95%;发现低温SCR脱硝过程中在催化剂载体上增加碱性基团,更有利于提升催化剂的低温脱硝活性,在实验中还发现该催化剂在320℃的条件下其催化性能可稳定保持较长时间;以改性ACF负载10%Mn0.5Ce0.5O2可使催化剂的低温脱硝性能获得进一步的提升;SCR低温脱硝在机制方面则同时存在Langmuir–Hinshelwood机制和Eley–Rideal机制过程;同时,通过研究H2O和SO2对催化剂脱硝性能的影响,我们发现水与反应气体对催化剂的活性位点进行竞争,会影响催化剂的活性,但是这是个可逆的影响,停止加水后,催化剂能恢复活性;SO2浓度不同对催化剂会有不同的影响,在低浓度时,因生成硫酸根而增加了酸位点,从而会对催化剂的活性起到一定的促进作用。但浓度较高时,由于硫酸铵物质的生成,堵塞催化剂的活性位,会造成不可逆的失活,严重影响催化剂的作用;优选后的催化剂具有良好的抗硫抗水性。通过实验,我们并找到提升催化剂耐水、耐硫毒性的方法。通过该项目的实施,项目组三年来在Catalysis Science & Technology、Journal of Hazardous Materials、Chemical Engineering Journal、Environmental Technology等国际著名学术期刊上发表相关SCI论文16篇,目前正在审理的SCI期刊论文2篇;获授权发明专利4项。培养了博士研究生2人,硕士研究生12人,本科毕业生9人。圆满完成了本项目的研究。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1080/09593330.2012.689366
发表时间:2013-01
期刊:Environmental Technology
影响因子:2.8
作者:Yapei Zhao;P. Lu;Caiting Li;Xiaopeng Fan;Q. Wen;Q. Zhan;Xin Shu;T. Xu;G. Zeng
通讯作者:Yapei Zhao;P. Lu;Caiting Li;Xiaopeng Fan;Q. Wen;Q. Zhan;Xin Shu;T. Xu;G. Zeng
DOI:--
发表时间:2012
期刊:湖南大学学报(自然科学版)
影响因子:--
作者:翟云波;彭文锋;蒋剑虹;庞道雄;陈红梅;王尝;李彩亭;路培
通讯作者:路培
DOI:--
发表时间:2013
期刊:环境工程学报
影响因子:--
作者:李彩亭;彭敦亮;范春贞;路培;张巍
通讯作者:张巍
Iron, lanthanum and manganese oxides loaded on gamma-AI2O3 for selective catalytic reduction of NO with NH3 at low temperature.
负载在 γ-Al2O3 上的铁、镧和锰氧化物用于在低温下用 NH3 选择性催化还原 NO。
DOI:--
发表时间:2013
期刊:Environmental Technology
影响因子:2.8
作者:Zhao, Weiwei;Li, Caiting;Lu, Pei;Wen, Qingbo;Zhao, Yapei;Zhang, Xing;Fan, Chunzhen;Tao, Shasha
通讯作者:Tao, Shasha
DOI:--
发表时间:--
期刊:Environmental Technology
影响因子:--
作者:Weiwei Zhao;Caiting LI;Peu Lu;Qingbo Wen;Yapei Zhao;Xing Zhang;Chunzhen Fan;Shasha Tao;
通讯作者:
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