选择性催化还原NOx 催化剂Ag-Pd/Al2O3 的硫中毒机理研究及其抗硫性能改进
文献类型：学位论文
| 作者 | 解淑霞 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2007-06-01 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 贺泓 |
| 关键词 | 选择性催化还原 氮氧化物 硫酸盐 烯醇式物种 银催化剂 Selective catalytic reduction (SCR) NOx sulfate enolic species silver (Ag/Al2O3) |
| 其他题名 | Study of the Sulphur Poisoning Mechanism of Ag-Pd/Al2O3 Catalyst for the Selective Catalytic Reduction of NOx and Sulphur Tolerance Improvement |
| 学位专业 | 环境科学 |
| 中文摘要 | 到目前为至，Ag/Al2O3是最有希望应用于富氧条件下碳氢化合物选择性催化还原NOx的催化剂之一，向Ag/Al2O3添加少量的Pd提高了丙烯还原NOx时的低温活性，有SO2时却加重了催化剂的中毒。 本文从催化剂的改良和更换还原剂的角度对Ag/Al2O3的催化能力进行了改进，同时研究了催化剂的硫中毒机理。主要通过催化活性评价、原位红外光谱（In situ DRIFTS）、程序升温脱附（TPD）、比表面积（BET）、等离子体电感耦合原子发射光谱仪（ICP-OES）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）等研究手段，并结合密度泛函理论（DFT）模拟计算，研究了不同催化剂上催化反应的进行机理，并在此基础上考察了SO2对不同催化剂和还原剂组合的影响，获得了如下创新性成果： 1. ICP-OES、XRD结果说明向Ag/Al2O3中添加少量的Pd会使催化剂表面出现更多的硫酸盐，可能是Pd促进了SO2向SO3的氧化，然后SO3从Pd位溢流到Ag位和Al位，从而有更多的硫酸盐在催化剂表面形成。XRD结果同时说明硫酸盐中毒后，催化剂表面出现了硫酸银晶型，导致活性组分的数目减少。 2. 阐明了丙烯和乙醇做还原剂时耐硫性差异的根本原因。丙烯和乙醇在Ag-Pd/Al2O3催化剂表面部分氧化达到稳态后通入SO2，硫酸盐难以生成，对两者部分氧化影响都不明显；但如果硫酸盐先在催化剂表面吸附饱和，丙烯的部分氧化将会受到明显的抑制，而通入乙醇后，会使表面的硫酸盐被还原，因而 Ag-Pd/Al2O3－乙醇体系表现出很强的抗硫效果。 3. 合理解释了硫酸盐对NOx的选择性催化还原过程中表面物种的不同影响。 理论计算的乙酸盐和烯醇式物种的吸附能接近硫酸盐的吸附能，因而硫酸盐并不能够置换表面已形成的乙酸盐和烯醇式物种。而硝酸盐和硫酸盐在催化剂表面争夺相同的吸附位，且硝酸盐的吸附能远小于硫酸盐的吸附能，因此硫酸盐能够把已形成的硝酸盐从表面置换，当硫酸盐在催化剂表面吸附饱和后，硝酸盐的形成将完全受到抑制。因而要从根本上提高催化剂的耐硫性，必须降低硫酸盐在催化剂表面的生成量。 4. 解释了Ag-Pd/Al2O3-SiO2－乙醇体系具有高抗硫性的机理。用SiO2对Ag-Pd/Al2O3进行改进后，在完全相同的中毒实验条件下，硫酸盐在催化剂表面的生成降低了1/3，是由于SiO2的添加阻碍了SO3从Pd位到Ag位和Al位的溢流。在用乙醇还原NOx时，由于乙醇的存在会使硫酸盐被部分还原，使得硫酸盐很难在催化剂表面累积，因而Ag-Pd/Al2O3-SiO2－乙醇具有很好的抗硫性。 |
| 学科主题 | 环境化学 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2010-06-28 |
| 源URL | [http://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/490]  |
| 专题 | 生态环境研究中心_大气环境科学实验室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 解淑霞. 选择性催化还原NOx 催化剂Ag-Pd/Al2O3 的硫中毒机理研究及其抗硫性能改进[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2007. |
入库方式： OAI收割
来源：生态环境研究中心
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