富氧条件下Ag/Al2O3选择性催化还原NOx 反应机理研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 余运波 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2004-06-01 |
| 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 银催化剂 烯醇式物种 乙醇 Selective catalytic reduction (SCR) NOx alumina-supported silver (Ag/Al2O3) enolic species ethanol |
| 其他题名 | Mechanism of the Selective Catalytic Reduction of NOx over Ag/Al2O3 in the Presence of Excess Oxygen |
| 学位专业 | 环境科学 |
| 中文摘要 | 本论文以原位DRIFTS、TPD、DFT 模拟计算、 GC/MS、BET、TEM 及 XRD为研究手段，对富氧条件下Ag/Al2O3选择性还原NOx反应进行了详细的研究，尤其是对反应机理，包括反应中间体的形成与反应性能、水蒸气对反应的影响进行了深入探讨，并获得了如下的创新性成果： （1）发现了一种新的反应中间体——吸附态烯醇式物种。原位DRIFTS、TPD、及DFT模拟计算的结果表明，乙醇、丙烯在Ag/Al2O3催化剂表面部分氧化时，均能形成烯醇式物种（CH2=CH-O--M、CH2=CH-CH=CH-O--M）。烯醇式物种较乙酸盐具有更优异的反应活性，与NO + O2、NO3-反应形成关键性中间体NCO。提出了新的反应机理，合理解释了乙醇、丙烯选择性还原NOx的差异。富氧条件下Ag/Al2O3催化乙醇选择性还原NOx时，能形成大量的烯醇式物种。烯醇式物种的高浓度、高反应活性决定了关键中间体NCO的浓度，最终决定了乙醇选择性还原NOx的优异性能。丙烯在Ag/Al2O3表面上部分氧化时，在主要生成乙酸盐的同时，也可以形成少量的烯醇式物种，但其极低的表面浓度导致了烯醇式物种在整个Ag/Al2O3催化丙烯选择性还原NOx过程中只能扮演次要的角色，乙酸盐与硝酸盐的反应决定了NCO的形成和NOx还原效率。乙酸盐较低的反应活性致使NCO的浓度偏低，最终导致NOx去除率低下。另外，和Al2O3催化剂的对比研究表明，Ag/Al2O3催化剂中的银组分可以促使乙醇部分氧化、并使其以烯醇式物种的形式与银结合，存在于催化剂的表面，为关键中间体NCO的大量形成提供了必要条件，并最终有利于整个NOx还原反应。 （2）成功地解释了水蒸气的存在对反应的影响。水的添加并不能影响烯醇式物种的形成，且抑制了乙酸盐的形成抑或是其在催化剂表面的积累，同时水又加速了NCO与硝酸盐、NO + O2形成氮气的反应，因而水的存在大大促进了低温下乙醇选择性还原NOx的反应。Ag/Al2O3催化丙烯选择性还原NOx过程中，水蒸气通过抑制乙酸盐的形成抑或是其在催化剂表面的积累，从而抑制了整个NOx还原反应。 （3）首次提出红外表征中一直沿用的溴化钾添加技术不合适含NOx体系的红外表征。富氧条件下NO在Ag/Al2O3催化剂表面发生氧化时，能形成吸附态的硝酸盐。当体系中存在溴化钾时，硝酸盐会进一步与K＋结合形成KNO3，产生强烈的特征吸收，导致红外光谱发生明显的变化。此外，在对Ag/Al2O3催化丙烯选择性还原NOx进行原位红外表征时，溴化钾的添加促进了R-NO2 R-ONO异构反应的进行，从而显著改变了NOx选择性还原过程。另外，也正是溴化钾添加技术为R-NO2存在于Ag/Al2O3催化丙烯选择性还原NOx反应过程中提供了一有力的证据。 |
| 学科主题 | 环境化学 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2011-07-27 |
| 源URL | [http://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/597]  |
| 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 | 余运波. 富氧条件下Ag/Al2O3选择性催化还原NOx 反应机理研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2004. |
入库方式： OAI收割
来源：生态环境研究中心
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