预混合滞止燃烧合成纳米复合金属氧化物催化还原NOx的基础研究
结题报告
批准号:
51176118
项目类别:
面上项目
资助金额:
62.0 万元
负责人:
林赫
依托单位:
学科分类:
E0604.燃烧学
结题年份:
2015
批准年份:
2011
项目状态:
已结题
项目参与者:
HaiWang、管斌、陈婷、朱霖、李拓年、罗韬、田波
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中文摘要
燃烧优化结合SCR是柴油机NOx排放满足未来严格排放法规的最佳技术方案,但目前的SCR催化剂低温(<250℃)活性较差。本课题提出发展在150-550℃宽温度窗口具有高活性和高选择性的新型SCR催化剂的设想,并从催化剂设计和制备方法两方面提出解决方案:(1)将预混合滞止燃烧技术应用于SCR催化剂制备,合成比表面积大、活性高的纳米催化剂;(2)根据第一过渡系金属氧化物催化活性和选择性的不同温度特性,采用优势互补的方法设计在宽温度窗口具有高活性-高选择性的纳米Ti-基复合金氧化物催化剂。本课题将针对如下科学问题开展研究:(1)预混合燃烧参数对纳米催化剂物理化学结构和催化性能的影响规律;(2)Ti-Mn-Fe(V)复合金属氧化物催化还原NOx的微观反应机理以及催化剂抗硫中毒机制。本课题探索合成宽温度窗口高效SCR催化剂的新方法和相关理论,对发展新一代柴油机SCR技术具有重要意义。
英文摘要
SCR技术的研究重点为催化剂,传统的商业催化剂为负载在TiO2上的V2O5-WO3,在300-400°C温度窗口,该催化剂获得80%以上的NOx转化效率。但实际应用也需要SCR系统能够在低温下高效运行,如大型船舶的SCR系统安置于增压器后面和电厂把SCR反应器布置在烟气除尘和脱硫装置后面的场合,以及重型柴油车运行在怠速和冷启动的工况。因此,开发在低温下具有高活性的NH3-SCR催化剂成为国内外研究的热点。.综合比较了分别以过渡金属Mn、V、Fe、Zr、Co、Cr、Cu的氧化物以及以镧系金属Ce、La的氧化物作为活性组分合成的纳米Ti0.9M0.1O2-δ催化剂NOx去除效率以及N2和N2O的选择性。Ti0.9Ce0.05V0.05O2-δ催化剂具有最宽的活性温度窗口,且其N2选择性较高,N2O生成量较少。通过对Ti0.9Ce0.05V0.05O2-δ催化剂进行in situ DRIFTS实验研究提出了Ti0.9Ce0.05V0.05O2-δ催化剂上NH3选择性催化还原NOx在低温段(T < 250 ℃)主要遵循L-H机理以及在高温段(T > 250 ℃)主要遵循E-R机理。. 催化剂的低温转化效率随SiO2添加量的增多而逐渐下降,但350℃以后的高温活性却得到了一定的改善,催化剂的整体DeNOx活性窗口有右移的趋势。新型浸渍法制备的TiCe0.2W0.2催化剂具有最高的NO转化率和N2选择性,超过230℃的温度段活性都可保持在80%以上。.以Ti、V为活性组分,采用火焰合成法制备了Ti0.9V0.1O2-δ催化剂,研究了钒负载量、转盘转速、前驱物浓度等对制备的催化剂性能的影响,火焰合成法下制备的催化剂比表面积大,表面V富集、表面Brønsted酸量占优势,使该催化剂中低温性能优秀。另外火焰合成法制备的催化剂抗硫性能良好,NO转化效率在100ppmSO2中经过20个小时后仍稳定在80%左右。.将预混合滞止火焰燃烧技术应用于SCR催化剂合成,基本达到了预期目标,研究开发了适用于车用柴油机和船舶低速机的低温性能需求的纳米Ti-基复合金氧化物SCR催化剂,并对相关的基础科学问题进行了深入研究,项目研究对发展新一代柴油机SCR技术有重要意义。
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:--
发表时间:2013
期刊:现代车用动力
影响因子:--
作者:钟柳城;林赫;管斌
通讯作者:管斌
DOI:--
发表时间:2016
期刊:内燃机工程
影响因子:--
作者:曹群海;林赫;管斌;陈婷
通讯作者:陈婷
DOI:--
发表时间:2011
期刊:Journal of Physical Chemistry C
影响因子:3.7
作者:Guan, Bin;Lin, He;Zhu, Lin;Huang, Zhen
通讯作者:Huang, Zhen
DOI:--
发表时间:2013
期刊:车用发动机
影响因子:--
作者:董文杰;林赫
通讯作者:林赫
DOI:--
发表时间:2014
期刊:上海交通大学学报
影响因子:--
作者:杨洋;林赫;陈婷;黄震
通讯作者:黄震
高熵CO2敏感材料的火焰合成及性能调控机制研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    54万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    林赫
  • 依托单位:
非法拉第过程促进纳米钯低温催化氧化低浓度甲烷的基础研究
  • 批准号:
    51676127
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    77.0万元
  • 批准年份:
    2016
  • 负责人:
    林赫
  • 依托单位:
火焰中多环芳烃(PAHs)的生成和演变机理
  • 批准号:
    91441129
  • 项目类别:
    重大研究计划
  • 资助金额:
    80.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    林赫
  • 依托单位:
稀土钙钛矿催化剂表面碳烟与氮氧化物redox过程的微观机制
  • 批准号:
    50506015
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    24.0万元
  • 批准年份:
    2005
  • 负责人:
    林赫
  • 依托单位:
低温等离子体辅助催化降低柴油机PM和NOx排放的机理
  • 批准号:
    50376035
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    8.0万元
  • 批准年份:
    2003
  • 负责人:
    林赫
  • 依托单位:
国内基金
海外基金