机械化学法制备分散良好的超细Ce(Zr)O_2混合氧化物

机械化学法制备分散良好的超细Ce(Zr)O_2混合氧化物

一、Preparation of Well Dispersed and Ultra-Fine Ce(Zr)O_2 Mixed Oxide by Mechanochemical Processing(论文文献综述)

严佳丽[1](2021)在《机械化学法合成铜基催化剂及其甲醇重整制氢性能的研究》文中研究指明近年来,燃料电池被认为是最有发展前途的汽车供能装置,但是氢源问题是燃料电池发展的瓶颈。甲醇作为一种无污染、可再生的液体燃料,制氢效果得到了广泛认可。在诸多甲醇制氢的方法中,甲醇水蒸气重整制氢(SRM)具有产氢率高,CO产量低的优点,可为燃料电池提供氢源。若要SRM反应发挥出最佳性能,催化剂的作用不可忽视。Cu基催化剂是最常见的应用于SRM反应中的催化剂,但是Cu的热稳定性较差,容易在高温下发生积碳和烧结,以此问题为出发点,研究催化剂制备工艺和SRM的反应条件对其活性的影响,结合结构表征手段,探究催化剂构效关系,并建立了有关SRM反应的动力学方程。本文的主要工作如下:1、采用球磨法制备了Cu/Zn/Al催化剂,并且以浸渍法作为对比,将催化剂应用于甲醇水蒸气重整制氢反应中,通过BET、XRD、H2-TPR、SEM等手段进行表征,考察了两种制备方法下催化剂整体织构性能的不同。实验结果发现球磨法制备的Cu/Zn/Al催化剂形成了较为规整的表面介孔结构,具有较高的比表面积,而且Cu分散度和稳定性较好。此外,其表面有着更为丰富的Cu+物种比例,与载体之间的相互作用较强。在后续的SRM反应中的甲醇转化率更高,CO浓度更低。2、探究球磨时间、焙烧条件以及组分含量等催化剂的制备参数对Cu/Zn/Al催化剂的影响,研究发现,适当增加球磨时间,可以减少Cu的颗粒尺寸,并提高其在催化剂体系中的分散度。而不同的焙烧温度,会让催化剂的比表面积,还原性能及组分的晶型产生差异。温度低于650℃时,催化剂中组分的晶型形成的不够完整,稳定性较差,不利于SRM反应的进行。当焙烧温度为650℃时,催化剂的比表面积较大,而且各组分之间的相互作用也较强,晶型形成的完整。若温度达到800℃,催化剂的比表面积大大减少,表面出现一定程度的烧结和积碳,催化剂的整体性能较差。以制备参数为基础,探究了不同反应温度、进液速度和水醇比对催化剂在SRM反应中的影响,结果表明,当反应温度为300℃,进液速度为3.5m L/h,水醇比为1.3时,催化剂的SRM反应性能最优。3、以Cu/Zn/Al催化剂为基础,引入Ce O2和Zr O2,对催化剂进行改性,通过一系列表征测试,探究了Ce O2和Zr O2对催化剂结构性能的影响,实验数据表明,Ce O2虽然能够减少SRM反应中的CO浓度,但是其热稳定性较差,而且在某种程度上会削弱SRM反应。引入Zr O2后,改善了催化剂中Cu的分散性,通过热重分析发现,同时引入Ce O2和Zr O2后,形成的CexZr1-xO2固溶体氧化物能够有效提高催化剂的热稳定性,对抗高温下易发生的积碳现象。当反应温度为300℃,水醇摩尔比为1.3,进液速度为3.5m L/h时,整体性能最佳的催化剂,甲醇转化率可以达到94.79%,而CO的浓度仅为0.32%。4、采用单速率模型,建立了催化性能最优的Cu1Zn1Ce1Zr3Al4涂层催化剂在SRM中的动力学模型,在消除外扩散和完成空白实验的前提下,通过微反应器进行反应的实验测试,并且借助MATLAB软件确定了动力学参数,为SRM反应器的研究提供了理论基础。

赵培培[2](2021)在《MoO3修饰的Pt/ZrO2催化剂对丙烷完全氧化的性能研究》文中研究说明挥发性有机物(VOCs)种类繁多,烷烃是VOCs中化学性质最稳定的一类物质,同时也是最难催化燃烧的有机化合物之一,因此研究人员常选丙烷燃烧作为模型反应去探究催化剂催化燃烧性能。贵金属(Pt、Pd)催化剂对烃类有较高的氧化活性,且稳定性较好,但目前存在贵金属利用率低,高温下易团聚等难题。助剂的添加通常可以提高贵金属催化剂的氧化活性抑制贵金属纳米粒子的高温团聚,以提高贵金属利用率。本文合成了用于丙烷燃烧的Pt-Mo-ZrO2催化剂,研究了Pt基催化剂用于丙烷完全氧化性能的影响因素及反应机理。首先制备了Mo改性的Pt/ZrO2催化剂,然后通过XRD、Raman、TEM、XPS、H2-TPR、in-suit FTIR和化学动力学等研究了Pt-Mo-ZrO2催化剂的结构组成和性质,最后分析了Pt-Mo-ZrO2催化剂用于丙烷完全氧化内在机理。本论文具体的工作如下:1、在Pt/ZrO2催化剂中加入MoO3可显着提高催化丙烷完全氧化的活性。Pt-1Mo/ZrO2催化剂(Mo负载量为1%)表现出最高的丙烷氧化活性,在200 ℃时,其质量比速率和转换频率分别为845.4μmol·s-1·gPt-1和0.688 s-1,而Pt/ZrO2催化剂在200 ℃的质量比速率和转换频率仅为42.4μmol·s-1·gPt-1和0.0186 s-1。这种活性改善的原因是Pt-MoOx界面的产生加速C-H键的断裂和催化剂表面碳酸盐的分解。对于Pt-1Mo/ZrO2催化剂,由于其Pt-MoO3界面位点的数量最多,所以催化丙烷完全氧化的性能最好,并且比Pt0-Ptn+对具有更高的本征活性。同时明确区分了Pt位点和Pt-MoO3界面位点的本征活性,对于Pt-1Mo/ZrO2催化剂,Pt-MoOx界面位点的本征活性比表面Pt原子的活性高40倍(在200 ℃,TOFPt-MoO3是0.731 s-1,而TOFPt仅为0.0186 s-1)。2、Mo改性的Pt/ZrO2催化剂对丙烷的完全氧化活性有显着提升,并且金属Mo和Pt的添加顺序(共浸渍或分步浸渍)对催化剂性能有明显的影响。在三种不同方法制备的Mo改性的Pt/ZrO2催化剂(Pt-Mo/ZrO2、Pt/Mo/ZrO2和Mo/Pt/ZrO2)中,共浸渍Pt和Mo的Pt-Mo/ZrO2催化剂表现出了最高的活性(在200 ℃时质量比速率为7.44μmol g-1cat s-1)。根据TEM、CO化学吸附、CO红外光谱以及H2-TPR表征结果,可知共浸渍的Pt-Mo/ZrO2催化剂,MoO3和Pt物种接触程度最高即Pt-MoO3界面数量最多,其中催化剂上Pt-MoO3界面数量规律为:Pt-Mo/ZrO2(7.60μmol g-1cat)>Pt/Mo/ZrO2(3.40μmol g-1cat)>Mo/Pt/ZrO2(1.20μmol g-1cat)。催化剂上界面活性位的TOFPt-MoO3远高于单纯Pt原子活性位TOFPt(约50倍)。可见不同方法制备催化剂的活性差异主要是因为界面活性位数量的不同引起的。动力学研究结果表明丙烷在催化剂上呈现接近一级反应的行为,即丙烷分子在催化剂表面吸附强度较弱,然而氧气的反应级数为负数,说明氧气对催化活性表现出抑制作用。Mo的添加明显减弱了氧气的抑制作用,尤其是Pt-Mo/ZrO2催化剂上最为明显,活化能也降低的最为明显(Pt/ZrO2催化剂的Ea:102.8±4.8 kJ mol-1;Pt-Mo/ZrO2催化剂的Ea:仅为40.3±1.8 kJ mol-1)。通过本文的研究,可以加深理解Mo促进Pt/ZrO2催化剂对丙烷氧化反应性能的提升。

靳玉俊[3](2020)在《中低温SOFCs稀土锆酸盐系固体电解质的固溶与复合改性》文中提出固体氧化物燃料电池是当今研究的热点,但其在高温工作时会产生很多问题,如电极材料选择受限、寿命短等,限制其应用,因此,迫切需要开发中低温条件下具有优异电学性能的电解质材料。针对以上问题,本文以A2Zr2O7型稀土锆酸盐材料为基础,采用固溶和复合两种手段,设计和构建稀土锆酸盐固溶体及其复合固体电解质材料,进一步提升其电导率。基于A2Zr2O7型稀土锆酸盐有序无序转变与r(A3+)/r(Zr4+)临界值研究,设计并采用高温固相法制备出致密的(Nd1–xYx)2Zr2O7、(Sm1–xGdx)2Zr2O7和GdSm(Zr1–xCex)2O7稀土锆酸盐固溶体,并借助高熵陶瓷的思想,成功制备出单相多组元固溶体A2Zr2O7(A=Ln10.2Ln20.2Ln30.2Ln40.2Ln50.2)。为了降低固体电解质的工作温度,使其在中低温下具有高的电导率,本文在稀土锆酸盐固溶体的基础上选择共晶碳酸盐作为第二相进行复合,基于EMPT模型构建了中低温SOFCs用GdSmZr2O7-(Li0.52Na0.48)2CO3和GdSmZr2O7-(Li0.62K0.38)2CO3复合固体电解质材料。为了得到致密的复合固体电解质材料,分别采用机械混合法和熔盐浸渗法进行复合。采用XRD、Raman、SEM和TEM等手段研究了稀土锆酸盐固溶体的组织结构和有序无序转变,揭示了复合材料的致密化机制,采用交流阻抗谱和直流四电极法测试了其电导率,并利用有效介质渗透理论计算了H+和O2–的电导率,阐明了复合材料的导电机理。研究表明,随着Y3+、Sm3+和Ce4+离子含量的增加,稀土锆酸盐固溶体的结构发生了有序无序转变,确定了无序萤石相-有序烧绿石相转变的r(A3+)/r(B4+)临界值。r(A3+)/r(B4+)比值决定了A2B2O7材料的晶体结构,r(A3+)/r(B4+)越大,固溶体的有序度越高。稀土锆酸盐固溶体的有序化对电导率有很大影响。当A位固溶的稀土锆酸盐结构从无序萤石相转变为有序烧绿石相时,电导活化能下降,电导率逐渐升高,在烧绿石相中达到最高值,然后下降。A位固溶Y或者Sm元素有利于稀土锆酸盐Nd2Zr2O7和Gd2Zr2O7总电导率的提升,(Nd1–xYx)2Zr2O7(0≤x≤1)和(Gd1–xSmx)2Zr2O7(0≤x≤1)的总电导率随着x的增加先增大后减小。GdSmZr2O7固溶体总电导率最大,在60℃和80℃时分别达到1.6×10–3S·cm–1和7.9×10–3S·cm–1。探究了碳酸盐种类、GdSmZr2O7粉体粒径和复合工艺对复合材料相对密度的影响。采用机械混合法用纳米GdSmZr2O7制备复合材料时,碳酸盐种类的不同对复合材料的相对密度影响不大,在70℃烧结1h时GdSmZr2O7-40(Li0.62K0.38)2CO3和GdSmZr2O7-40(Li0.52Na0.48)2CO3的相对密度分别为76.1%和74.1%。采用机械混合法用微米GdSmZr2O7制备复合材料GdSmZr2O7-30(Li0.52Na0.48)2CO3的相对密度为83.8%,明显高于采用机械混合法用纳米GdSmZr2O7粉体制备的复合材料GdSmZr2O7-30(Li0.52Na0.48)2CO3(64.2%)。采用熔盐浸渗法制备的复合材料相对密度均大于93%,明显优于采用机械混合法制备复合材料的相对密度。稀土锆酸盐-碳酸盐复合材料的电导率与碳酸盐含量、GdSmZr2O7粉体粒径和复合工艺有很大关系。稀土锆酸盐-碳酸盐复合材料的电导率随着碳酸盐含量的增加而提高。GdSmZr2O7-(Li0.52Na0.48)2CO3的电导率明显优于GdSmZr2O7-(Li0.62K0.38)2CO3的电导率。采用微米GdSmZr2O7粉体制备复合材料的电导率明显优于采用纳米粉体制备复合材料的电导率。当碳酸盐的含量相同时,用熔盐浸渗法得到的复合材料的电导率最高。机械混合法制备的GdSmZr2O7-40(Li0.52Na0.48)2CO3在60℃时具有最高电导率(0.54S·cm–1),此时碳酸盐含量为40wt.%,其燃料电池的最大功率密度为221m W·cm–2;采用熔盐浸渗法制备的GdSmZr2O7-23(Li0.52Na0.48)2CO3在60℃时电导率为0.50S·cm–1,此时碳酸盐含量仅为23wt.%,比单相稀土锆酸盐GdSmZr2O7提高了两个数量级。采用EMPT模型对GdSmZr2O7-(Li0.52Na0.48)2CO3复合材料的电导率进行了模拟计算。发现其导电机理为氧离子传导和质子传导,其中熔融碳酸盐渗流网络中离子传导起主导作用,与EMPT模型预测结果一致。

徐枫[4](2020)在《氧化钴及其复合氧化物超细粉末的强化固相反应合成方法及机理研究》文中进行了进一步梳理氧化钴及其复合氧化物超细粉体在电池电极材料、超级电容器、传感器、催化剂等领域具有重要的应用价值和广阔的应用前景,探索此类粉体的短流程、高效率、绿色环保制备新方法,实现对粉末粒度、成分、相组成及其结构的精确控制,是此类材料研究领域的重点方向之一。目前,用于氧化钴及其复合氧化物超细粉体批量制备的方法主要有液相法(如共沉淀法、水热法、喷雾热解法等)和固相反应合成法。其中,液相法存在反应过程复杂、环境污染、粉末的成分及相结构控制难度大、粉体团聚现象严重等问题,特别是在合成纳米粉体时这些问题更为突出;采取固相法合成复合氧化物粉体时存在反应温度高、粉体粒度难以达到亚微米和纳米尺度、粒度难以控制、粉末分散性不高等问题。针对上述制备方法存在的缺点,考虑到金属碳酸盐热分解可以直接得到氧化物、纳米材料中的离子扩散速率快,本论文探索了一种基于金属碳酸盐机械力活化/纳米化处理,以降低碳酸盐的热分解温度、提高其热分解速率,直接合成复合氧化物超细粉体的新方法。本论文中选择Co3O4及其复合氧化物LiCoO2和LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2超细粉体为研究对象,以碳酸盐为前驱体,研究机械力活化效应对纳米尺度碳酸盐热分解行为,粉末的相组成、相结构、电化学性能的影响及相关机制问题。论文的主要研究内容和结论如下:(1)采用强化热分解反应制备了粒径分布在10~20 nm的纳米Co3O4粉末,研究了磨球尺寸、球料比、球磨时间等参数对Co304粉末的晶体结构和微观形貌的影响,并就机械力活化处理对CoCO3粉末的热分解动力学行为和机理的影响展开研究。结果表明,小尺寸磨球(5 mm)、15:1的球料比、10 h的预处理时间是最佳的高能球磨参数。机械力活化处理有效降低了 CoCO3粉末的热分解反应温度,缩短了反应时间,热分解效率提升了 18.2%。采用机械力活化处理后,CoCO3热分解反应的表观活化能在72.7~82.8 kJ/mol,反应的动力学方程为:dα/dt=(2.42×106~2.19×107)exp[(8.74×103~9.96×103)/T]4/3(1-α)[-ln(1-α)]1/4而未预处理的CoCO3粉末热分解反应的表观活化能在118.7~125.4 kJ/mol,反应的动力学方程为:dα/dt=(1.08×1010~1.07×1011)exp[(1.43×104~1.51×104)/T]2/3α-1/2这说明机械力活化处理使得热分解反应的表观活化能降低了大约33.2%,反应机理也由n=3/2的幂函数法则变为随机成核和随后生长、n=3/4的反应机理。(2)采用强化固相反应制备了高温相的超细LiCoO2粉末,研究了机械力活化处理对产物晶体结构、微观形貌和电化学性能的影响,探讨了机械力活化处理对混合原料粉末热分解和固相扩散反应表观活化能的影响。结果表明,LiCoO2粉末(LCO-BM10)的晶体结构稳定,颗粒形貌为类球形,一次颗粒粒径分布范围在200~400 nm。利用Kissinger法分别拟合计算了 LCO-BM10粉末合成过程中热分解和固相扩散阶段的动力学问题,得到两个步骤的表观活化能分别为70.3 kJ/mol和122.2 kJ/mol。(3)LCO-BM10粉末在3.3~4.3 V的首次放电比容量为175.2 mAh/g,库伦效率高达94.0%;在倍率性能方面,即使在2740 mA/g(10C)充放电电流下,其放电比容量也高达106.6 mAh/g,且在完成倍率性能测试后重回低倍率时,其放电比容量仍可达到初始值的97.6%;在137 mA/g(0.5C)和822 mA/g(3C)两种充放电电流下,循环100次后的容量保持率分别可以达到87.8%和78.1%。(4)采用强化固相反应制备了超细LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2粉末,探索了焙烧方式、焙烧时间、焙烧温度和机械力活化处理时间对产物晶体结构、微观形貌和电化学性能的影响规律,研究了强化固相反应中混合粉末的物相演变规律。结果表明,最佳的机械力活化处理时间为10 h,最佳的焙烧工艺为700℃/7h-950℃/2h,此时产物一次颗粒的粒径范围在200~500 nm之间。经过机械力活化处理后,混合原料粉末在焙烧阶段的热分解效率提升了 35.7%。采用强化固相反应合成超细LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2粉末时的物相转变规律为:随着温度的提高,碱式碳酸镍、碳酸钴先行完成热分解反应,生成氧化镍和四氧化三钴;随着温度的进一步提高,碳酸锰分解形成二氧化锰,此时,热分解中间产物间发生固相扩散,产物LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2粉末开始形成(566℃);在第一个保温阶段(700℃/7h),体系中的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2相含量逐渐增加;在第二个保温阶段(950℃/2h),产物的晶体结构达到稳定化状态。(5)采用优化工艺合成的超细LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2粉末(NCM-BM10)具有优异的电化学性能。在2.5~4.3 V条件下的首次放电比容量能够达到156.1 mAh/g;在270 mA/g充放电电流下经200次充放电循环后的容量保持率为80.8%;在大电流1620mA/g(6C)的充放电电流下,放电比容量尚有114.3 mAh/g。在2.5~4.5 V条件下的首次放电比容量为187.1 mAh/g,在270 mA/g充放电电流下经200次充放电循环后的容量保持率为83.3%;进行1620 mA/g(6C)充放电时的放电比容量高达140.9 mAh/g。

刘亚保[5](2020)在《铜锰复合催化剂制备及CO催化性能研究》文中认为铜锰复合氧化物在催化氧化CO方面具有良好的性能表现。工业生产中往往用到浓硫酸进行氧化还原反应,不利于环保和安全问题,寻找一条绿色环保的合成工艺路线是目前的研究热点。本文采用水热法、有机酸辅助、微波辅助和有机还原剂辅助等手段改性合成了铜锰复合氧化物催化剂,并在此基础上考察了多种反应条件对材料的影响。实验过程中,通过XRD、SEM、BET、FT-IR、AAS等设备和方法对制备的材料进行了表征和分析,通过CO催化活性评价装置对材料进行了催化氧化测试。主要实验内容如下:(1)通过水热法制备铜锰复合氧化物催化剂。通过控制反应温度,其微观结构形成纳米线结构,直径在20 nm到50 nm之间。实验结果表明,当水热反应温度为120℃,反应时长为10 h,煅烧温度为300℃,煅烧时间为3 h,Cu/Mn为1:2时,制备的材料具有一定催化活性。在低温(30℃)下,CO转化效率在1 h内基本维持在25%。(2)通过有机酸(醋酸、草酸、柠檬酸)辅助反应制备铜锰复合氧化物催化剂。其中,以柠檬酸辅助合成的材料催化效率最高。该非晶态CuMnOx复合催化剂在室温下对CO具有良好的催化活性。当柠檬酸添加量为0.5 g,在300℃下煅烧3 h,得到最活跃的催化剂,1 h内该材料在室温下对CO的催化效率为50%以上。(3)通过微波辅助反应制备铜锰复合氧化物催化剂。通过控制反应条件,研究了改变微波反应功率和反应时间对催化剂的影响。材料的微观形貌从纳米颗粒向纳米线和网状结构改变。实验结果表明,当微波辅助反应功率为50 w,反应时间为20 min,煅烧温度为300℃,煅烧时间为3 h,Cu/Mn=1:2时,制备的催化剂催化活性最好,在低温(30℃)下,CO转化率基本维持在85%以上。(4)通过有机还原剂制备铜锰复合氧化物催化剂。通过控制反应物浓度、有机还原剂比例、煅烧温度和煅烧时间等单一变量,得到了催化活性较好的材料。实验结果表明,当反应物浓度越低,乙醇和水的比例为75:800(ml/ml),经过温度为300℃,时间是6 h的煅烧,得到的材料具有较高的催化活性;在低温(30℃)下,1 h内CO催化效率维持在90%以上。并且在40℃催化条件下,可以维持13 h高稳定性。

刘芬[6](2020)在《二氧化碳甲烷化反应催化剂制备及反应机理研究》文中研究指明CO2是温室气体的主要成分,也是一种储量丰富、廉价易得的碳资源,借助可再生能源的CO2的资源化利用是实现可持续发展战略的有效途径之一,将CO2化为高附加值的化学品有望缓解人类因过量使用化石能源所造成的能源危机及环境恶化问题。Ni基催化剂因价格低廉,且对CO2加氢反应催化活性及选择性都很高而吸引了广泛关注。但传统Ni基催化剂催化温度较高(250℃~450℃)使得能耗高且设备复杂,在长时间反应过程中催化剂容易积碳、团聚,进而导致催化剂失活,成为制约其工业化应用的瓶颈,因此寻找一种能在温和条件下进行CO2定向转化的方法或者催化剂是研究者们努力的重要方向。本论文以RNi5(R=La,Ce,Pr,Nd,Sm等)稀土储氢合金作为制备催化剂的前驱体,一方面,旨在获得室温球磨条件下具有高催化活性、高选择性的甲烷化反应催化剂,而另一方面,希望利用La Ni5的室温吸氢特性,为工业废氢的增值利用开发新途径。首先,尝试了球磨RNi5-[H2+CO2+Ar]体系的CO2甲烷化反应。在RNi5催化作用下,利用机械化学力代替热能实现CO2的室温还原,分析了球磨转速、反应气体气压、不同氢源,循环次数和储氢合金类型对催化性能的影响。在500 rpm,0.3 MPa气压条件,La Ni5-[H2+CO2+Ar]体系甲烷产率可达83.8%。通过对La Ni5-[H2+CO2+Ar]体系球磨反应过程的跟踪测试,阐明了储氢合金在CO2加氢反应中的作用机理,观察到La Ni5合金先发生吸氢反应并生成氢化物La Ni5H6,随后在球磨的作用下发生氢化物与CO2反应并提供活性H原子,反应产物Ni/La2O3为甲烷化反应的催化剂并由于活性H原子使得甲烷化反应在室温即可进行。采用半原位FTIR分析方法,观察到该体系中CO2甲烷化反应路径沿着甲酸根路径转变为甲烷。接着,采用碳酸盐作为CO2气源,La Ni5H6作为氢源和催化剂前驱体,首次在球磨条件下实现了碳酸盐的室温甲烷化反应。为了便于对比,还测试了H2来源、H2与碳酸盐比例、碳酸盐类型和储氢合金氢化物类型对反应性能的影响,La Ni5H6,H2:La2O2CO3=12:1时CH4产率能达到91.9%,同等条件下Na2CO3及Ca CO3还原生成CH4的产率为30.3%和30.8%。同时,该实验中还对比了氢化物中活性H原子与气相H2供氢对甲烷化反应的影响。最后,为了进一步提高催化剂的活性及稳定性,通过对催化剂载体的优化设计,搭建与均相催化剂化学环境类似的高分散催化剂(单原子催化剂),采用介质阻挡放电等离子辅助球磨技术(DBDP-BM)制备活性更高、稳定性更强的缺陷石墨烯负载Ru(Ru/DG)催化剂。借助DBDP技术对载体石墨烯进行刻蚀,使其表面生成丰富缺陷进而锚定Ru原子,形成Ru纳米颗粒甚至Ru单原子。通过对等离子体气体类型、气压的调控,制备了Ru/DG以及掺氮Ru/DG。在0.5 atm N2 DBDP-BM条件下制得的Ru/NG催化剂,在250℃时CH4产率达到62.3%,且在长时间循环后仍性能稳定。

余海杰[7](2020)在《铌基催化剂的合成及其低温选择催化还原NO的研究》文中提出燃煤电厂排放的氮氧化物(NOX)是当前主要的大气污染物之一,NH3-SCR技术被认为是最佳的降低NOX排放量技术。其中V2O5-WO3/TiO2是应用最广泛的商业催化剂。但是,商业V基催化剂在工业应用过程中暴露出一些问题,例如低温活性较差,工作温度范围较窄(300400℃)。因此,开发高效、环保的无V体系脱硝催化剂是当前研究的一个热点方向。Nb元素因其与V同族,具有与V相似的性质,毒性弱于V,且具有独特的酸性而广泛用于NH3-SCR反应。现有的研究大多将Nb作为助剂掺杂到催化剂中,而在NH3体系中以Nb为活性组分的NH3-SCR催化剂是否还会具有优异的低温催化活性?因此,本文针对商业催化剂低温活性差、操作温度窗口窄的问题,通过设计和合成新型高效Nb基催化剂,旨在提高催化剂的低温活性和扩宽催化剂的操作温度窗口。本文围绕以Nb为活性组分,TiO2为载体,设计合成新型Nb基催化剂用于脱除燃煤电厂尾气中氮氧化物,并考察Nb基催化剂的NH3-SCR脱硝性能,研究不同助剂掺杂后的Nb基催化剂催化性能的差异。同时对催化剂进行了XRD、BET等表征对催化剂结构进行探究。研究内容主要如下:1、通过调变负载助剂的方式合成了Nb-Fe-Ce/TiO2催化剂,研究了其在NH3-SCR反应中的催化活性,并对其表征分析。研究结果表明,10%Nb-0.7%Fe-3%Ce/TiO2催化剂具有最佳的脱硝性能,在300℃时达到最高NO转化率100%,操作温度窗口为T80=225500℃。通过对催化剂的结构(XRD)和织构(BET)进行分析,结果表明,活性组分Nb,活性助剂Fe、Ce的金属氧化物在TiO2载体表面高度分散。引入助剂Fe、Ce之后,活性组分Nb、活性助剂Ce、Fe和载体TiO2之间存在相互作用,促使锐钛矿相TiO2微晶尺寸在不同程度上减小;Ce的引入能提高催化剂的比表面积和平均孔径。随着活性助剂Fe、Ce的共同引入,催化剂比表面积有所降低,平均孔径增大,表明Nb、Fe、Ce一种、两种或者三种均已负载在TiO2载体上,且高度分散在TiO2载体上,因此10%Nb-0.7%Fe-3%Ce/TiO2催化剂表现出最佳的脱硝性能。2、基于上述研究,进一步通过浸渍法合成了Nb-Ce-W/TiO2催化剂,研究了其在NH3-SCR反应中的催化活性,并对其表征分析。研究结果表明,10%Nb-7%Ce-0.7%W/TiO2催化剂具有最佳的脱硝性能,最高NO转化率100%反应温度为Ttop=250400℃,操作温度窗口为T80=200500℃。通过对催化剂的结构(XRD)和织构(BET)进行分析,结果表明,活性组分Nb,活性助剂Ce、W的金属氧化物在TiO2载体表面高度分散,引入助剂Ce、W之后,活性组分Nb、活性助剂Ce、W和载体TiO2之间存在相互作用,促使锐钛矿相TiO2微晶尺寸在不同程度上减小;所有催化剂仍保持着TiO2载体的的介孔结构,Ce、W的单独引入能提高催化剂的孔容和平均孔径。随着活性助剂Ce、W的共同引入,催化剂比表面积有所降低,平均孔径增大,表明Nb、Ce、W一种、两种或者三种均已负载在载体TiO2上,且高度分散在载体TiO2上,由此10%Nb-7%Ce-0.7%W/TiO2催化剂表现出最佳的脱硝性能。3、通过浸渍法合成了Nb-Ce-Zr/TiO2催化剂,研究了其在NH3-SCR反应中的催化活性,并对其表征分析。研究结果表明,10%Nb-7%Ce-0.7%Zr/TiO2催化剂具有最佳的脱硝性能,最高NO转化率100%反应温度为Ttop=250450℃,操作温度窗口为T80=210500℃。通过对催化剂的结构(XRD)和织构(BET)进行分析,结果表明,活性组分Nb,活性助剂Ce、Zr在TiO2载体表面的金属氧化物高度分散,引入助剂Zr之后,增强了活性组分Nb、活性助剂和载体TiO2之间存在相互作用,促使锐钛矿相TiO2微晶尺寸在不同程度上减小;所有催化剂仍保持着TiO2载体的的介孔结构,随着活性助剂Ce、Zr的共同引入,10%Nb/TiO2催化剂的比表面积达到最大,由此10%Nb-7%Ce-0.7%W/TiO2催化剂表现出最佳的脱硝性能。

高杏[8](2020)在《基于木基碳点与木材模板制备复合材料及其催化性能研究》文中指出光催化技术与NH3选择性催化还原NOx(NH3-SCR)因具有环境友好、转化高效等优势被广泛应用于净化水体和大气中的污染物。目前依然存在技术瓶颈:绝大多数常规催化剂对污染物的降解效率依然不理想。新型碳材料—碳点的光诱导电子转移特性可以俘获电子并改善电荷传输;启迪于自然,利用木材的特殊结构可以仿生制备分级多孔材料。本论文分别以木材的化学成分和结构优势为切入点设计开展两条技术路线:1)将常规的光催化剂与从木材中提取的碳点复合制备碳点基复合材料,应用于光催化反应,重点研究复合材料的光催化机理;2)利用木材模板法使常规的催化剂复制木材的形态,制备具有大孔隙和多孔结构的复合材料,分别应用于光催化反应和NH3-SCR反应,重点研究木材结构对催化性能的影响机制。研究结果如下:(1)利用水热法以落叶松木粉为碳源制备了木基碳点(CQDs)。实验结果证明,类球形的木基碳点颗粒直径小于10 nm,分散性良好,由sp2/sp3碳内核与外层含氧/氮官能团组成,在水溶液中可以稳定存在,优异的光学性能使其在不同激发波长下发出明亮的蓝、绿色荧光。将木基碳点与钼酸铋(Bi2MoO6)复合制备了 CQDs/Bi2MoO6复合材料,随后利用可见光催化降解亚甲基蓝染料评估了其光催化性能。结果证明,木基碳点的负载增强了 Bi2MoO6的光催化性能,CQDs/Bi2MoO6对染料的降解效率提高了30.2%,其动力学速率提升了 3.7倍,四次光催化循环测试确认了其良好的稳定性。主要机理是利用木基碳点的光诱导电子转移特性促进了 Bi2MoO6中电子-空穴对的快速分离和相对慢的重组;(2)将木基碳点与铈锆氧化物(Ce0.7Zr0.3O2)复合制备了 CQDs/Ce0.7Zr0.3O2复合材料,相比Bi2MoO6,Ce0.7Zr0.3O2的原料成本更低。通过真空热处理方法进一步增强了CQDs/Ce0.7Zr0.3O2在可见光下催化降解亚甲基蓝染料的性能:在60 min内对染料的降解效率达到96.2%,且动力学速率提升了 1.4倍,四次光催化循环测试确认了其良好的稳定性。主要机理是焙烧后木基碳点的表面含氧官能团和碳结构类型发生了转变:部分羧酸与羟基热解成酸酐和醚,此过程脱离的氧原子有利于表面氧空位的形成;部分sp2型碳原子减少并转化成sp3型碳原子,此时以缺陷和无序结构为主。真空热处理后复合材料的表面氧空位缺陷含量显着增加了 119.4%,引入的缺陷俘获了光生电子并进一步促进了复合材料中电荷的分离;(3)将木基碳点与核@壳型异质结(Ce0.7Zr0.3O2@Bi2M0O6)复合制备了CQDs/Ce0.7Zr0.3O2@Bi2MoO6复合材料,随后利用可见光催化降解罗丹明B染料评估了其光催化活性。实验结果证明,相比Ce0.7Zr0.302和Bi2MoO6,异质结的光催化性能更优异,在本章所研究的材料中,CQDs/Ce0.7Zr0.3O2@Bi2MoO6表现出最高的光催化活性:在45-50 min内对染料的降解效率达到98.9%,且动力学速率分别是Bi2MoO6、Ce0.7Zr03O2和异质结的4.0、3.5和1.5倍,六次光催化循环测试确认了其良好的稳定性。主要机理是:1)异质结中存在的Ⅱ型电荷转移途径促进了电荷的分离;2)木基碳点的负载提高了异质结的光吸收性能,引入的氧空位缺陷进一步抑制了电荷的重组;3)木基碳点作为异质结的助催化剂为异质结构筑了快速的电荷传输通道,增强了异质结的Ⅱ型电荷转移;(4)以杨木木粉为模板,利用木材模板法制备了具有木粉形貌的钼酸铋(W-Bi2MoO6)复合材料,该方法相比碳点基复合材料的制备过程更简单、更直接,随后探索了复合材料在可见光催化降解罗丹明B染料中的潜在应用。实验结果证明,与常规的Bi2MoO6相比,W-Bi2MoO6表现出增强的光催化性能,其对染料的降解效率提高了11%,动力学速率提升了 1.7倍,并且经过四次光催化循环测试后,W-Bi2MoO6对染料的降解效率保持稳定。主要机理是木材模板法使W-Bi2MoO6复制了木粉的形态并遗传了木材独特的孔结构,构建了介-大孔分布体系,主要体现了大孔隙结构特征,有利于产生驻波共振效应,显着提高了光吸收性能;(5)以杨木木片为模板,通过抽提预处理优化模板的结构使其网络连通性得到提高,利用木材模板法制备了具有分级多孔结构的铈锆氧化物(W-Ce0.7Zr0.3O2)复合材料,随后探索了复合材料在NH3-SCR反应中的潜在应用。实验结果证明,与常规的Ce0.7Zr0.3O2相比,W-Ce0.7Zr0.3O2表现出更优异的脱硝性能:在250-350℃低温范围内实现了 100%的NO转化率。主要机理是木材模板法使W-Ce0.7Zr0.3O2复制了木片的形态并遗传了木材独特的孔结构,构建了分级多孔结构体系,赋予了复合材料更大的比表面积(增加了 133.7%)、更丰富的表面氧空位缺陷(含量增加了 59.5%)、更多的NO吸附位(增加了 6.1倍)和表面酸位(增加了 66.9%)以及更强的还原性能和储氧能力,原位DRIFT结果表明,W-Ce0.7Zr0.3O2有利于NO和NH3在其表面上的吸附和活化。

任兆勇[9](2019)在《基于新型纳米多孔载体的多金属氧酸盐主客体复合体系的构建及NH3-SCR中低温脱硝性能研究》文中研究说明针对日益严格的NOx排放控制标准,急需开发适合我国国情的高效、低污染、低成本的燃煤火电厂SCR(选择性催化还原)催化剂。与传统钒钨钛系列催化剂相比,铁基、铜基催化剂具有选择性好、抗H2O和SO2毒化能力强、材料廉价易得、环境友好等优点。但铁基、铜基催化剂的中低温SCR脱硝活性偏低,需要对其进行改性研究,提高其中低温SCR脱硝性能。以具备纳米孔或纳米尺寸的材料(分子筛、爆米花碳材料、铁纳米环)为主体,对其采用适当方法进行过渡金属的掺杂改性以期实现活性组分的高度分散;以具备较强布朗斯台德(Bransted)酸性以及NH3/NO亲和力的多金属氧酸盐(POMs)为客体材料。主客体材料的组装复合采用常规浸渍法、机械化学研磨法或“笼中船”法实现。复合材料中各个组分具有不同的功能定位:主体材料具有微孔和纳米级小介孔,不仅可以吸引NH3、NO等反应气体进入内表面,同时还为SCR反应提供了反应场所;过渡金属铜、铁在纳米孔内表面的高度分散,可以避免活性组分的烧结聚集而导致的催化剂失活;客体材料POMs的设计定位主要是作为催化剂的促进剂。具体地讲,POMs的促进作用主要体现在:一方面,其超强的Br(?)nsted酸性可以极大地增强催化剂的表面酸性,丰富酸位种类,从而促进还原剂NH3的吸附活化;另一方面,POMs较强的氧化还原性可以促进NO的吸附及其向NO2的转化,因而促进脱硝反应沿着快速型SCR反应的路径进行。本论文的主要内容和相应结论包括以下几个方面:(1)经浸渍法制备的催化剂在100-550℃范围内进行NH3-SCR反应。四种载体(NaY、Ti02、MCM-41、SAPO-34)同时负载CuO和POMs后,脱硝性能均得到明显提高,其中以NaY载体脱硝表现为最佳;关于POMs对于SCR脱硝性能的促进作用,HPW的表现则比HPMo更加突出。对于2%CuO-n%HPW/Carrier复合体系,其脱硝效率随着HPW负载量的增加而升高。这可能归因于HPW超强的Bronsted酸性和“准液相”性。实验发现,2%CuO-60%HPW/NaY具有优异的低温脱硝活性(NOx转化率高达98%)、较宽的温度窗口(220-350℃)以及突出的N2选择性。因此,CuO-HPW/NaY复合体系符合当前脱硝的主流趋势,可以满足脱硝领域迫切的现实应用需求。以NOx的转化率为评价指标,选择POMs种类、POMs负载量、载体种类、Cu源、Cu载量、煅烧温度、煅烧时间为考察因素。设计了混合水平的正交试验优化催化剂的制备条件。正交实验结果表明,CuO-POMs/Carrier体系的最佳制备工艺为:以HPW作为促进剂,以NaY作为载体,以CuSO4作为Cu源,Cu的负载量为5%,HPW负载量为60%,煅烧温度为600℃,煅烧时间为2 h。(2)以绿色无害的玉米作为原材料,通过微波辐射的方法快速合成Popcorn(爆米花),作为多孔载体Popcarbon(爆米花碳)的前驱体。原料廉价易得,合成方法简单快捷。系统研究了制备条件包括微波功率、碳化温度、铜源、Cu载量、HPW载量等对催化剂的表面酸性、孔结构特性以及SCR脱硝活性的影响。此外,本章节以NOx的转化率为评价指标,以微波功率、碳化温度、Cu载量和HPW负载量为考察因素,设计了 4因素3水平的正交实验。经过对实验结果的极差分析,我们最终获得最优催化剂的制备条件为:微波功率为700W、碳化温度为900℃、CuO负载量为3%、HPW负载量为50%。以NOx的转化率为评价指标,以初始NO浓度、NH3浓度、烟气流量、催化剂用量、催化剂粒径及反应温度为考察因素,设计6因素5水平的正交试验优化SCR反应的工况条件。通过极差分析最终确定,3%CuO-50%HPW/Popcarbon-900催化剂进行SCR反应的最佳工况条件为:初始NOx浓度为400 ppm,NH3浓度为1200 ppm,烟气流量为100 sccm,催化剂用量为0.5 g,催化剂粒径为100-200目,反应温度为300℃。高温碳化后获得的Popcarbon具有蜂窝状的大孔,孔壁是类石墨微晶无序堆积而成,微晶间的间隙便能解释碳材料中丰富的微孔的存在。XPS、XRD、Raman、FT-IR等多种表征揭示了 HPW和CuOx对Popcarbon的微观结构(类石墨微晶的尺寸以及石墨网平面的大小)以及表面官能团种类和含量的影响。Popcarbon表面丰富的含氧活性基团不仅为HPW和活性组分Cu物种提供了锚接位点,同时有利于活性组分和HPW的高度分散,从而有效避免活性中心的烧结和团聚问题,增强催化剂的热稳定性。HPW、Cu物种与碳载体之间的相互作用加快了电子传输效率,进一步促进了 NH3的吸附活化。另外,实验证实,HPW的引入还可以增强催化剂的抗水耐硫性能以及循环再生性能。因此,CuO-HPW/Popcarbon体系具有一定的工业化脱硝应用的前景。(3)选择孔径尺寸与特定杂多酸大小相匹配的NaY和USY分子筛作为载体,以硝酸铜作为前躯体,系统研究了传统湿浸渍(IP)法、固体离子交换(SSIE)法负载铜,常规浸渍法和“笼中船”(SiC)法负载HPW对复合材料脱硝性能的影响。结果发现,铜源和HPW的负载方法的变化会影响最终催化剂的NOx吸附容量和脱除率。复合材料的脱硝性能存在如下顺序:Cu(SSIE)-HPW(SiC)/NaY>Cu(IP)-HPW(SiC)/NaY>Cu(SSIE)-HPW(IP)/NaY>Cu(IP)-HPW(IP)/N aY。同时,通过对比发现,HPW的负载方法对催化剂脱硝性能的影响尤为显着。Cu的负载方法会对催化剂的活性温度窗口产生显着影响;而HPW的固载方法则更倾向于影响催化剂的总体脱硝效率。在固定Cu的负载方法时,SiC法负载HPW相对于IP法可以提高7-10%的NOx转化率。原因在于,SSIE法负载Cu可以实现活性组分在载体中的高度分散,同时,负载过程中造成的晶格缺陷有利于增强催化剂表面吸附氧的能力。SiC法囚笼式的装配策略可以有效解决潮湿烟气氛围下的HPW的流失渗漏问题,此过程中HPW自身的热稳定性也得以增强;同时,SiC法负载HPW也可以实现杂多阴离子的分子水平的分散,有效避免了团聚问题,从而使HPW的多重功能在SCR反应中得以充分展现,最大程度地实现其对催化剂脱硝性能的耦合增效。(4)采用微波辅助的水热方法快速合成大小均一的Fe203纳米环(NRs),机械化学研磨法实现HPW在Fe203纳米环表面的固载,最终得到HPW/Fe203 NRs复合催化剂。在较宽的温度窗口,该催化剂展现出优异的SCR脱硝活性、良好的抗S02中毒特性以。基于活性组分Fe203特殊的纳米环形貌以及Fe203表面均匀包覆HPW纳米皮肤的保护作用,复合催化剂展现出优越的热稳定性和长效性,因此该催化体系具有较大的工业化脱硝应用的前景。HRTEM表征表明在氧化铁纳米环表面形成了一层厚度约为2.5-3 nm的HPW薄膜。表面铁物种和HPW阴离子的协同作用有利于改善HPW的热稳定性,而HPW热稳定性的提高又反过来增强了在高温区间催化剂高选择性地脱除NOx的能力。因HPW团簇本身含有多个结晶水,对水有天然的亲和力,结晶水的数目会对杂多酸的质子传导性和酸性产生影响,而SO2却无法进入多酸体相。基于此,我们可以将纳米环表面固载的HPW薄层视为一种具有特殊功能的超级皮肤。正是这种纳米皮肤的保护作用,才使得HPW复合的铁纳米环在SCR反应中表现出良好的抗硫中毒特性。(5)以CuO-HPW/Popcarbon为研究对象,进行了材料对NO2的吸附动力学、反应热力学和反应动力学研究。吸附动力学研究表明,基于HPW诱发的边界层效应以及气体分子在碳材料表面的微孔填充的吸附本质,NO2在CuO-HPW/Popcarbon表面的吸附实际上由气膜扩散和颗粒内扩散共同控制。反应热力学计算说明在200℃下,标准SCR反应、快速SCR反应和慢速SCR都能正向进行,而且反应限度很深。反应动力学研究构建了 SCR反应的本征速率方程,获得反应的活化能为24.79 kJ·mol-1。根据实验确定的NO的反应级数,初步推断在该催化体系的SCR反应中,E-R机理与L-H机理很有可能同时存在。

李凤祥[10](2019)在《Fe-SO4/TiO2催化剂的脱硝性能及其抗中毒能力研究》文中进行了进一步梳理NH3-SCR(NH3选择性催化还原)是脱除NOx最为有效的技术之一,其中脱硝催化剂是该技术的核心。目前钒基催化剂已应用在很多工业领域的尾气脱硝,NOx的减排控制取得显着效果。但钒基催化剂的活性温度区间较窄以及其对环境造成二次污染,限制了其发展。金属氧化物催化剂具有出色的脱硝活性,但因其易硫酸化而失活,而未能在工业中使用。硫酸盐催化剂因其具有一定的中高温脱硝活性和避免硫中毒的能力,而成为研究热点。本文以Fe-SO4/TiO2催化剂为研究对象,借助XRD、FESEM、HRTEM、TPR/TPD、BET、XPS、TG-IR、DRIFT等现代测试手段,开展Fe-SO4/TiO2催化剂的脱硝活性、改善途径以及构效关系研究,探究抗硫、碱中毒机理。对FeSO4、Fe2(SO4)3和Fe(OH)SO4三种纯铁硫酸盐的性能结构分析表明,Fe2(SO4)3拥有较大比表面积,在高温活性区间活性最佳;Fe(OH)SO4拥有最高的化学吸附氧含量和最低的起始还原反应温度,在低温活性区间活性最好;FeSO4总体活性最差。以FeSO4和TiO2为原料,通过浸渍法制备了Fe-SO4/TiO2催化剂(Fe-SO4表示催化剂中多种铁硫酸盐的混合物)。结果表明:催化剂的活性成分是由FeSO4、Fe2(SO4)3和Fe(OH)SO4三种组成,FeSO4负载量为20%、焙烧温度为300℃时得到的Fe-SO4/TiO2催化剂性能最优,起活温度约为200℃,在280~400℃温度范围内,催化剂脱硝效率达到80%以上。为了进一步提升Fe-SO4/TiO2催化剂的脱硝活性和拓宽活性温度窗口,对催化剂进行一系列副族金属掺杂改性研究。结果表明:掺入适量的Mn、Ce或Cu,通过与Fe之间的协同作用提升了催化剂的还原能力和表面酸度,并改变了不同活性组分的含量,提升了催化剂的脱硝活性。另外,Mn掺杂还可以有效的拓宽催化剂的活性温度窗口,使之具备较好的低温活性。为了探究催化剂的抗硫中毒能力,对最优活性的Fe-SO4/TiO2及其改性催化剂进行抗硫性研究。结果表明:Fe-SO4/TiO2、Ce-Fe-SO4/TiO2和Cu-Fe-SO4/TiO2三种中高温催化剂都具有优良的抗硫中毒能力,SO2气氛会增加催化剂表面的酸度,并提升Fe-SO4/TiO2催化剂中化学吸附氧含量以及Cu-Fe-SO4/TiO2催化剂中Fe2(SO4)3的含量。Mn-Fe-SO4/TiO2催化剂中Mn与Fe之间存在相互作用,因此只有少量Mn被硫酸化而使催化剂的脱硝效率出现约10%的下降,待反应完全,活性逐渐趋于稳定。通过引入K、Na和Ca三种碱或碱土金属来考察Fe-SO4/TiO2催化剂的抗碱及碱土金属中毒能力。结果表明:低负载量的K、Na或Ca对Fe-SO4/TiO2催化剂的毒化作用较弱,但高负载量可能会造成催化剂中化学吸附氧及Fe3+含量、还原能力和比表面积下降,使催化剂严重失活。三种碱或碱土金属对催化剂活性毒化程度顺序为:K>Na>Ca。如保持最高脱硝效率达70%以上,Fe-SO4/TiO2催化剂可以承受K、Na和Ca的负载量分别为5%、7%和9%左右。通过原位漫反射红外光谱测试(DRIFT)对催化剂进行反应机理研究,发现所有不同条件下制备的Fe-SO4/TiO2催化剂表面都具有一定量的NH3和NO吸附位点,这是催化剂具有脱硝活性的基础,而且副族金属掺杂后位点数量也会增加,但碱金属中毒后则会相反。这一系列的Fe-SO4/TiO2催化剂都主要遵循“L-H”反应机理并伴随着一定的“E-R”机理进行脱硝反应。

二、Preparation of Well Dispersed and Ultra-Fine Ce(Zr)O_2 Mixed Oxide by Mechanochemical Processing(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、Preparation of Well Dispersed and Ultra-Fine Ce(Zr)O_2 Mixed Oxide by Mechanochemical Processing(论文提纲范文)

(1)机械化学法合成铜基催化剂及其甲醇重整制氢性能的研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究的背景和意义
    1.2 甲醇重整制氢体系的研究
        1.2.1 甲醇水蒸气重整制氢
        1.2.2 甲醇自热重整制氢
        1.2.3 甲醇部分氧化重整制氢
    1.3 SRM催化剂的研究
        1.3.1 铜基催化剂
        1.3.2 贵金属催化剂
    1.4 SRM反应催化剂制备方法的研究
    1.5 SRM本征动力学研究
    1.6 论文的研究内容和总体安排
        1.6.1 研究内容
        1.6.2 总体安排
第二章 实验与表征
    2.1 实验试剂和仪器
    2.2 制备方法
    2.3 催化剂的表征
        2.3.1 X射线衍射(XRD)
        2.3.2 N_2吸脱附
        2.3.3 H_2程序升温还原分析(H_2-TPR)
        2.3.4 N_2O滴定
        2.3.5 原位红外分析
        2.3.6 扫描电镜(SEM-EDS)
        2.3.7 透射电镜(TEM)
        2.3.8 CO_2-程序升温还原脱附(CO_2-TPD)
        2.3.9 热重分析(TG)
    2.4 催化剂的评价方法
第三章 Cu/Zn/Al催化剂性能研究
    3.1 引言
    3.2 催化剂制备方法的影响研究
        3.2.1 N_2吸脱附和N_2O表征
        3.2.2 XRD表征
        3.2.3 H_2-TPR表征
        3.2.4 原位红外表征
        3.2.5 SEM表征
        3.2.6 TEM表征
        3.2.7 SRM反应性能
    3.3 球磨法制备催化剂工艺优化
        3.3.1 球磨时间对催化剂性能的影响
        3.3.2 焙烧条件对催化剂性能的影响
        3.3.3 组分含量对催化剂性能的影响
    3.4 SRM反应条件优化
        3.4.1 反应温度对催化剂性能的影响
        3.4.2 进液速度对催化剂性能的影响
        3.4.3 水醇比对催化剂性能的影响
    3.5 球磨法催化剂的SRM反应稳定性评价
    3.6 本章小结
第四章 Ce O_2和ZrO_2对Cu/Zn/Al催化剂性能结构的影响
    4.1 引言
    4.2 催化剂的结构表征
        4.2.1 N_2吸脱附和N_2O表征
        4.2.2 XRD表征
        4.2.3 H_2-TPR表征
        4.2.4 CO_2-TPD表征
    4.3 SRM反应性能
    4.4 催化剂的稳定性表征
        4.4.1 TG表征
        4.4.2 EDS表征
    4.5 本章小结
第五章 催化剂涂层在SRM反应中的动力学研究
    5.1 引言
    5.2 本征动力学的模型
        5.2.2 模型建立
        5.2.3 本征动力学方程的线性规划
    5.3 求取模型参数
        5.3.1 实验过程和装置
        5.3.2 空白实验测试
        5.3.3 消除外扩散
    5.4 实验结论和数据检验
        5.4.1 实验结论
        5.4.2 数据检验
    5.5 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 全文总结
        6.1.1 本文的主要工作和结论
        6.1.2 不足与展望
        6.1.3 创新点
致谢
参考文献
附录:作者在攻读硕士学位期间的学术成果

(2)MoO3修饰的Pt/ZrO2催化剂对丙烷完全氧化的性能研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 丙烷完全氧化催化剂
        1.2.1 贵金属催化剂
        1.2.2 过渡金属氧化物
    1.3 催化剂性能的影响因素
        1.3.1 载体的结构和性质
        1.3.2 贵金属Pt颗粒尺寸和氧化态对催化性能的影响
        1.3.3 助剂对催化剂性能的影响
    1.4 课题存在的挑战
    1.5 课题研究意义与内容
        1.5.1 研究的目的及意义
        1.5.2 课题研究的内容
第二章 催化剂的制备、表征及性能评价
    2.1 实验试剂和仪器
        2.1.1 实验试剂
        2.1.2 催化剂的制备及性能测试仪器
        2.1.3 催化剂的制备
    2.2 催化剂的表征
        2.2.1 X-射线粉末衍射(XRD)
        2.2.2 比表面积测定(BET)
        2.2.3 X射线荧光分析(XRF)
        2.2.4 透射电子显微镜(TEM)
        2.2.5 扫描电子显微镜(SEM)
        2.2.6 氢气-程序升温还原(H_2-TPR)
        2.2.7 CO化学吸附测分散度
        2.2.8 X射线光电子能谱表征(XPS)
        2.2.9 拉曼分析(Raman)
        2.2.10 丙烷原位漫反射红外光谱(C_3H_8-DRIFTS)
        2.2.11 CO红外光谱(CO-IR)
    2.3 催化剂的性能评价
    2.4 反应动力学
第三章 MoO_3促进Pt/ZrO_2催化剂用于丙烷完全氧化:Pt-MoO_3界面的产生及其对催化活性的促进作用
    3.1 引言
    3.2 催化剂的制备
        3.2.1 ZrO_2载体的制备
        3.2.2 Pt-Mo/ZrO_2催化剂的制备
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 Pt-xMo/ZrO_2催化剂的表征
        3.3.2 丙烷燃烧的催化性能
        3.3.3 反应前后催化剂的比较和原位光谱分析
    3.4 结论
第四章 Mo促进Pt/ZrO_2催化剂上Pt-MoO_3界面活性位数量的调控
    4.1 引言
    4.2 催化剂的制备
        4.2.1 ZrO_2载体的制备
        4.2.2 Pt-Mo-ZrO_2催化剂的制备
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 Pt-Mo-ZrO_2催化剂的物相结构和Pt粒子尺寸
        4.3.2 Pt-Mo-ZrO_2催化剂的还原性能
        4.3.3 催化剂的CO-IR和表面成分分析
        4.3.4 催化剂的丙烷燃烧反应性能
        4.3.5 动力学研究
    4.4 结论
第五章 总结与展望
    5.1 研究总结
    5.2 研究展望
参考文献
作者简介及攻读学位期间取得的研究成果
致谢

(3)中低温SOFCs稀土锆酸盐系固体电解质的固溶与复合改性(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究目的和意义
    1.2 固体氧化物燃料电池简介
    1.3 固体氧化物燃料电池电解质材料
        1.3.1 质子传导型电解质材料
        1.3.2 氧离子传导型电解质材料
    1.4 稀土锆酸盐材料
        1.4.1 稀土锆酸盐材料的制备方法
        1.4.2 稀土锆酸盐材料的相结构转变
        1.4.3 稀土锆酸盐材料的性能研究
    1.5 碱金属碳酸盐材料
    1.6 复合电解质材料
        1.6.1 复合电解质材料的制备
        1.6.2 复合电解质材料的电化学性能
        1.6.3 复合电解质的导电机理
    1.7 本文的主要研究内容
第2章 试验材料与研究方法
    2.1 试验用原材料
    2.2 试验材料制备
        2.2.1 试验材料设计
        2.2.2 稀土锆酸盐粉体制备
        2.2.3 稀土锆酸盐块体的制备
        2.2.4 复合材料制备
    2.3 材料的组织结构表征
        2.3.1 X射线衍射分析
        2.3.2 TG-DTA分析
        2.3.3 拉曼光谱分析
        2.3.4 相对密度分析
        2.3.5 扫描电镜观察及成分分析
        2.3.6 透射电镜观察及选区电子衍射分析
    2.4 电学性能测试
        2.4.1 交流阻抗谱测试
        2.4.2 直流四电极法测试
        2.4.3 单电池测试
第3章 稀土锆酸盐固体电解质的固溶改性
    3.1 A位固溶稀土锆酸盐材料的组织结构与电学性能
        3.1.1 (Nd_(1–x)Y_x)_2Zr_2O_7材料的组织结构与电学性能
        3.1.2 (Gd_(1–x)Sm_x)_2Zr_2O_7材料的有序无序转变与电学性能
    3.2 Zr位固溶稀土锆酸盐材料的有序无序转变与电学性能
        3.2.1 GdSm(Zr_(1–x)Ce_x)_2O_7材料的制备与物相分析
        3.2.2 GdSm(Zr_(1–x)Ce_x)_2O_7材料的微观形貌
        3.2.3 GdSm(Zr_(1–x)Ce_x)_2O_7材料的阻抗谱分析
        3.2.4 GdSm(Zr_(1–x)Ce_x)_2O_7材料的电导率分析
    3.3 高熵稀土锆酸盐材料的组织结构与电学性能
        3.3.1 高熵稀土锆酸盐材料的制备与物相分析
        3.3.2 高熵稀土锆酸盐材料的显微组织结构分析
        3.3.3 高熵稀土锆酸盐材料的Raman分析
        3.3.4 高熵稀土锆酸盐材料的阻抗谱分析
        3.3.5 高熵稀土锆酸盐材料的电导率分析
    3.4 固溶对稀土锆酸盐组织结构与电学性能的影响
    3.5 本章小结
第4章 中低温工作环境稀土锆酸盐系固体电解质复合改性及性能预测
    4.1 复合体系的组成设计及性能预测
        4.1.1 复合体系的组成设计
        4.1.2 复合体系的性能预测
        4.1.3 复合体系的制备方法及致密化设计
    4.2 复合固体电解质粉体制备工艺
        4.2.1 稀土锆酸盐粉体的制备与表征
        4.2.2 碳酸盐粉体的制备与表征
        4.2.3 复合粉体的制备与表征
        4.2.4 熔融碳酸盐在GdSmZr_2O_7表面的润湿性能
    4.3 机械混合法制备复合固体电解质的组织结构及其致密化
        4.3.1 不同碳酸盐复合固体电解质的组织结构及其致密化
        4.3.2 不同粉体粒径复合固体电解质的组织结构及其致密化
    4.4 熔盐浸渗法制备复合固体电解质的组织结构及其致密化
    4.5 复合固体电解质体系中影响致密度的因素及致密化过程
        4.5.1 复合固体电解质中影响致密度的因素
        4.5.2 复合固体电解质的致密化过程
    4.6 本章小结
第5章 中低温SOFCs稀土锆酸盐-碳酸盐复合固体电解质电学性能研究
    5.1 复合固体电解质导电性能
        5.1.1 GdSmZr_2O_7-(Li_(0.62)K_(0.38))_2CO_3(LS)复合固体电解质的导电性能
        5.1.2 GdSmZr_2O_7-(Li_(0.52)Na_(0.48))_2CO_3(LS)复合固体电解质的导电性能
        5.1.3 GdSmZr_2O_7-(Li_(0.52)Na_(0.48))_2CO_3(SS)复合固体电解质的导电性能
        5.1.4 GdSmZr_2O_7-(Li_(0.52)Na_(0.48))_2CO_3(LS)复合固体电解质的导电性能
    5.2 复合固体电解质电导率的影响因素
    5.3 复合固体电解质的单电池性能
        5.3.1 单电池所需粉体的制备及表征
        5.3.2 复合固体电解质单电池的组装及微结构表征
        5.3.3 单电池的I-V性能测试
    5.4 复合固体电解质中H~+和O~(2–)传导性能研究和导电机理分析
        5.4.1 复合固体电解质的H~+和O~(2–)电导率
        5.4.2 测试得到的H~+和O~(2–)电导率与模拟结果对比
        5.4.3 离子传导途径的讨论
    5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
个人简历
附件

(4)氧化钴及其复合氧化物超细粉末的强化固相反应合成方法及机理研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 氧化钴及其复合氧化物的研究进展
        1.2.1 粉末粒度、形貌、相结构等因素对其性能的影响
        1.2.2 制备方法
    1.3 固相热分解机理及动力学研究概述
        1.3.1 无机盐的固相热分解
        1.3.2 固相热分解动力学研究进展
    1.4 机械力化学概况
        1.4.1 机械力化学效应的产生机制
        1.4.2 机械力化学效应研究进展
        1.4.3 高能球磨法
    1.5 选题背景及意义与论文主要内容
        1.5.1 选题背景及意义
        1.5.2 论文主要内容
第2章 实验内容和研究方法
    2.1 实验仪器
    2.2 实验药品与试剂
    2.3 实验过程
        2.3.1 实验流程图
        2.3.2 氧化钴及其复合氧化物的制备
    2.4 实验样品表征
    2.5 复合氧化物电化学性能测试
第3章 强化热分解反应制备超细Co_3O_4粉末的动力学行为及机理
    3.1 引言
    3.2 碳酸钴热分解行为分析
    3.3 机械力活化处理对热分解产物晶体结构及形貌特征的影响
        3.3.1 磨球尺寸对热分解产物晶体结构的影响
        3.3.2 球料比对热分解产物晶体结构的影响
        3.3.3 球磨时间对热分解产物晶体结构及形貌特征的影响
    3.4 机械力活化处理对CoCO_3热分解动力学行为的影响
    3.5 强化热分解反应制备Co_3O_4粉末的动力学行为
    3.6 本章小结
第4章 强化固相反应合成超细LiCoO_2粉末及其电化学性能研究
    4.1 引言
    4.2 机械力活化处理对混合粉末热分解行为的影响
    4.3 机械力活化处理对LiCoO_2粉末晶体结构和形貌特征的影响
        4.3.1 机械力活化处理时间对LiCoO_2粉末晶体结构的影响
        4.3.2 机械力活化处理时间对LiCoO_2粉末颗粒形貌特征的影响
    4.4 机械力活化处理时间对LiCoO_2粉末电化学性能的影响
        4.4.1 首次充放电性能
        4.4.2 倍率性能
        4.4.3 循环性能
    4.5 LCO-BM10粉末电化学性能的研究
        4.5.1 循环伏安测试
        4.5.2 LCO-BM10的倍率性能
        4.5.3 LCO-BM10的循环性能
        4.5.4 LCO-BM10中的离子价态分析
    4.6 强化固相反应合成超细LiCoO_2粉末的动力学研究
    4.7 本章小结
第5章 强化固相反应合成超细LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2粉末的工艺及其电化学性能研究
    5.1 引言
    5.2 混合碳酸盐强化热分解行为研究
    5.3 固相反应条件对LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2粉末晶体结构及形貌特征的影响
        5.3.1 焙烧温度对LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2粉末晶体结构的影响
        5.3.2 焙烧温度对LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2粉末微观形貌的影响
        5.3.3 焙烧时间对LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2粉末晶体结构的影响
        5.3.4 焙烧时间对LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2粉末微观形貌的影响
        5.3.5 机械力活化处理时间对LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2粉末晶体结构的影响
        5.3.6 机械力活化处理时间对LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2粉末微观形貌的影响
    5.4 原料中锂含量对LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2粉末晶体结构及微观形貌的影响
        5.4.1 原料锂含量对LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2粉末晶体结构的影响
        5.4.2 原料锂含量对LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2粉末微观形貌的影响
    5.5 超细LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2粉末的电化学性能
        5.5.1 首次充放电性能
        5.5.2 倍率性能
        5.5.3 循环性能
        5.5.4 NCM-BM10粉末的循环伏安测试
        5.5.5 NCM-BM10粉末的电荷转移阻抗
        5.5.6 NCM-BM10粉末的高温倍率性能
        5.5.7 NCM-BM10粉末的高温循环性能
        5.5.8 NCM-BM10粉末的元素价态分析
    5.6 强化固相反应合成LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2粉末的过程机理
    5.7 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 创新点
    6.3 展望
参考文献
附录A 攻读博士期间的研究成果与获奖情况
致谢

(5)铜锰复合催化剂制备及CO催化性能研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 CO危害
    1.2 催化剂类型
        1.2.1 贵金属催化剂
        1.2.2 过渡金属催化剂
    1.3 霍加拉特催化剂
        1.3.1 组成成分
        1.3.2 CO氧化反应机理研究
        1.3.3 合成方法
        1.3.4 影响催化剂活性的因素
    1.4 复合结构的催化剂
        1.4.1 参杂过渡金属元素氧化物
        1.4.2 M-Cu-Mn(M:过渡金属)的氧化物
        1.4.3 Cu-Mn-O的负载结构
    1.5 霍加拉特催化剂目前的问题
        1.5.1 耐湿性
        1.5.2 合成方法环保
    1.6 本论文的主要研究内容及意义
第2章 实验内容及其表征测试方法
    2.1 实验试剂、气体和设备
        2.1.1 仪器及设备
        2.1.2 实验试剂和气体
    2.2 催化剂的表征
        2.2.1 粉末X射线衍射(XRD)
        2.2.2 扫描电子显微镜(SEM)
        2.2.3 N_2 物理吸附仪(BET)
        2.2.4 傅里叶转换红外光谱(FT-IR)
        2.2.5 原子吸收分光光度计(AAS)
    2.3 催化剂的催化活性测试
        2.3.1 催化剂评价装置
        2.3.2 催化剂活性评价
第3章 两步水热法合成CuMnOx催化剂
    3.1 引言
    3.2 实验过程
    3.3 实验结果与讨论
        3.3.1 X-射线衍射(XRD)
        3.3.2 FT-IR分析
        3.3.3 SEM分析
        3.3.4 N_2 吸附-脱附等温线、孔径分布(BET)和元素比例
        3.3.5 CO催化性能评价装置测试
    3.4 机理分析
    3.5 本章小结
第4章 有机酸辅助合成铜锰复合氧化物介孔材料
    4.1 前言
    4.2 不同有机酸辅助合成铜锰复合氧化物催化性能测试
    4.3 实验过程
    4.4 实验表征和讨论
        4.4.1 XRD分析
        4.4.2 FT-IR分析
        4.4.3 SEM分析
        4.4.4 N_2 吸附-脱附等温线、孔径分布(BET)和元素比例
        4.4.5 CO催化性能测试
    4.5 机理分析
    4.6 本章小结
第5章 微波辅助合成铜锰复合氧化物催化剂
    5.1 前言
    5.2 实验过程
    5.3 结论与讨论
        5.3.1 XRD分析
        5.3.2 FT-IR分析
        5.3.3 SEM分析
        5.3.4 N_2 吸附-脱附等温线、孔径分布(BET)和元素比例
        5.3.5 CO催化活性测试
    5.4 机理分析
    5.5 本章小结
第6章 有机还原剂辅助合成铜锰复合氧化物催化剂
    6.1 引言
    6.2 实验步骤
    6.3 结论与讨论
        6.3.1 XRD分析
        6.3.2 FT-IR分析
        6.3.3 SEM分析
        6.3.4 BET和 AAS分析
        6.3.5 CO催化活性评价装置测试
    6.4 机理分析
    6.5 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间的科研成果
致谢
作者简介

(6)二氧化碳甲烷化反应催化剂制备及反应机理研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 温室效应与二氧化碳排放
        1.1.2 能源危机与氢能的利用
    1.2 二氧化碳的化学性质及利用
        1.2.1 二氧化碳的化学性质
        1.2.2 二氧化碳的利用
    1.3 二氧化碳的甲烷化反应
        1.3.1 甲烷化反应机理
        1.3.2 反应催化剂
        1.3.3 研究现状及面临的问题
    1.4 储氢材料与二氧化碳甲烷化反应
        1.4.1 储氢材料用于二氧化碳甲烷化反应
        1.4.2 存在的问题
    1.5 等离子体技术用于材料的制备
        1.5.1 等离子体技术原理
        1.5.2 等离子技术的应用
    1.6 课题研究内容及选题意义
        1.6.1 研究目的及意义
        1.6.2 研究内容及技术路线
第二章 材料制备、表征及性能测试
    2.1 试验原材料与使用仪器
    2.2 催化剂材料的制备
        2.2.1 感应炉熔炼制备储氢合金
        2.2.2 储氢合金氢化物球磨反应制备Ni/La_2O_3催化剂
        2.2.3 等离子球磨法制备纳米Ru/DG(NG)催化剂
    2.3 催化剂材料结构表征
        2.3.1 X射线衍射分析
        2.3.2 傅里叶变换红外光谱
        2.3.3 场发射扫描电子显微镜
        2.3.4 透射电子显微镜
        2.3.5 X射线光电子能谱分析
    2.4 催化剂材料性能测试
        2.4.1 储氢合金氢化物用于二氧化碳甲烷化反应
        2.4.2 储氢合金氢化物用于碳酸盐甲烷化反应
        2.4.3 Ru/DG(NG)催化剂用于二氧化碳甲烷化反应
第三章 稀土金属储氢合金对二氧化碳甲烷化反应的影响
    3.1 引言
    3.2 催化剂的原位生成及催化性能
        3.2.1 球磨转速对催化性能的影响
        3.2.2 球磨气压对催化性能的影响
        3.2.3 还原剂H_2来源对催化性能的影响
        3.2.4 催化剂的循环性能
        3.2.5 储氢合金类型对催化性能的影响
    3.3 室温球磨条件下二氧化碳甲烷化反应机理
        3.3.1 储氢合金作用机理
        3.3.2 二氧化碳甲烷化反应路径
    3.4 添加剂对催化剂性能的促进作用
        3.4.1 添加剂添加量
        3.4.2 添加剂种类
    3.5 本章小结
第四章 稀土金属储氢合金对碳酸盐甲烷化反应的影响
    4.1 引言
    4.2 碳酸盐甲烷化反应催化性能
        4.2.1 还原剂H_2来源对催化性能的影响
        4.2.2 H_2与碳酸盐比例对催化性能的影响
        4.2.3 碳酸盐类型对催化性能的影响
        4.2.4 储氢合金氢化物类型对催化性能的影响
    4.3 球磨条件下碳酸盐还原机理
    4.4 本章小结
第五章 介质阻挡放电等离子体辅助球磨法制备纳米Ru/DG(NG)催化剂用于二氧化碳甲烷化反应
    5.1 引言
    5.2 Ru/DG(NG)催化剂的制备及表征
        5.2.1 介质阻挡放电等离子体对催化剂制备的影响
        5.2.2 介质阻挡放电等离子气体类型对催化剂制备的影响
        5.2.3 介质阻挡放电等离子气压对催化剂制备的影响
    5.3 Ru/DG(NG)催化剂性能测试
    5.4 本章小结
全文总结与展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件

(7)铌基催化剂的合成及其低温选择催化还原NO的研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1.绪论
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 氮氧化物的来源及危害
        1.1.2 NOx的排放现状及排放标准
    1.2 NOX排放控制技术
        1.2.1 选择性非催化还原(SNCR)
        1.2.2 非选择性催化还原(NSCR)
        1.2.3 选择催化还原(SCR)
    1.3 SCR催化剂研究进展
        1.3.1 Ce基催化剂
        1.3.2 Mn基催化剂
        1.3.3 Fe基催化剂
        1.3.4 Nb基催化剂
    1.4 选题的研究目的,意义和研究内容
        1.4.1 研究课题的目的及意义
        1.4.2 课题研究的内容
2.实验部分
    2.1 实验设备和试剂
        2.1.1 仪器设备
        2.1.2 实验气体
        2.1.3 实验试剂
    2.2 催化剂制备
        2.2.1 浸渍法制备Nb-Fe-Ce/TiO_2 催化剂
    2.3 催化剂性能评价
    2.4 催化剂表征
        2.4.1 X射线粉末衍射(XRD)
        2.4.2 N_2 吸附脱附仪(BET)
3.Nb-Fe-Ce/TiO_2 催化剂NH_3-SCR研究
    3.1 引言
    3.2 结果与讨论
        3.2.1 不同配方的Nb基催化剂对其NH_3-SCR性能的影响
        3.2.2 催化剂表征
    3.3 本章小结
4.Nb-Ce-W/TiO_2 催化剂NH_3-SCR研究
    4.1 引言
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 催化剂性能评价结果
        4.2.2 催化剂表征
    4.3 本章小结
5.Nb-Ce-Zr/TiO_2 催化剂NH_3-SCR研究
    5.1 引言
    5.2 结果与讨论
        5.2.1 催化剂性能评价结果
        5.2.2 催化剂表征
    5.3 本章小结
6.总结与展望
    6.1 研究总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果

(8)基于木基碳点与木材模板制备复合材料及其催化性能研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 环境污染的治理
        1.1.1 催化技术
        1.1.2 催化材料—金属氧化物
        1.1.3 木质材料的催化应用
    1.2 新型碳材料—碳点
        1.2.1 碳点的概述
        1.2.2 碳点的合成
        1.2.3 碳点的性能与应用
    1.3 木材遗态材料的发展
        1.3.1 生物模板法
        1.3.2 木材模板法
        1.3.3 木材的组织与结构
    1.4 复合材料在催化领域的研究现状
        1.4.1 基于碳点制备的复合材料
        1.4.2 基于木材模板制备的复合材料
    1.5 选题目的与研究内容
2 木基碳点/钼酸铋复合材料光催化性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验原料
        2.2.2 样品的制备
        2.2.3 表征测试
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 木基碳点的形貌与结构
        2.3.2 木基碳点的光学性能
        2.3.3 复合材料的形貌与结构
        2.3.4 复合材料的表面性能
        2.3.5 复合材料的光吸收性能
        2.3.6 复合材料的光物理性能
        2.3.7 复合材料的光催化性能
        2.3.8 复合材料的光催化机理
    2.4 本章小结
3 真空热处理增强木基碳点/铈锆氧化物复合材料光催化性能
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验原料
        3.2.2 样品的制备
        3.2.3 表征测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 复合材料的形貌与结构
        3.3.2 复合材料表面氧空位缺陷的调控
        3.3.3 复合材料的表面性能
        3.3.4 复合材料的光物理性能
        3.3.5 复合材料的电化学性能
        3.3.6 复合材料的光催化性能
    3.4 本章小结
4 木基碳点/异质结复合材料光催化性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验原料
        4.2.2 样品的制备
        4.2.3 表征测试
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 复合材料的形貌与结构
        4.3.2 复合材料的表面性能
        4.3.3 复合材料的光吸收性能
        4.3.4 复合材料的光物理性能
        4.3.5 复合材料的电化学性能
        4.3.6 复合材料的光催化性能
        4.3.7 复合材料的光催化机理
    4.4 本章小结
5 木粉形貌钼酸铋复合材料光催化性能研究
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 实验原料
        5.2.2 样品的制备
        5.2.3 表征测试
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 复合材料的形貌与结构
        5.3.2 复合材料的表面性能
        5.3.3 复合材料的光吸收性能
        5.3.4 孔结构与光吸收性能的耦合关系
        5.3.5 复合材料的光物理性能
        5.3.6 复合材料的电化学性能
        5.3.7 复合材料的光催化性能
        5.3.8 复合材料的光催化机理
    5.4 本章小结
6 分级多孔铈锆氧化物复合材料脱硝性能研究
    6.1 引言
    6.2 实验部分
        6.2.1 实验原料
        6.2.2 样品的制备
        6.2.3 表征测试
    6.3 结果与讨论
        6.3.1 木材遗态转化工艺
        6.3.2 复合材料的脱硝性能
        6.3.3 复合材料的形貌与结构
        6.3.4 复合材料的表面性能
        6.3.5 复合材料的还原性能
        6.3.6 复合材料的储氧能力
        6.3.7 复合材料的NH_3/NO吸附性能
        6.3.8 复合材料的原位DRIFTS
        6.3.9 复合材料上生成NO_2的机理
    6.4 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢
东北林业大学博士学位论文修改情况确认表

(9)基于新型纳米多孔载体的多金属氧酸盐主客体复合体系的构建及NH3-SCR中低温脱硝性能研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 立题背景
        1.1.1 NOx来源及排放现状
        1.1.2 NOx的危害
        1.1.3 NOx的产生机理
        1.1.4 NOx的排放标准及政策法规
    1.2 NOx的治理技术
        1.2.1 NOx现行治理技术总览
        1.2.2 燃烧前处理-燃料脱氮
        1.2.3 燃烧中抑制技术
        1.2.4 燃烧后烟气控制技术
    1.3 SCR技术原理及影响因素
        1.3.1 SCR反应原理
        1.3.2 SCR反应的影响因素
    1.4 SCR催化剂在国内外的研究进展
        1.4.1 贵金属催化剂
        1.4.2 金属氧化物
        1.4.3 分子筛催化剂
        1.4.4 碳基催化剂
    1.5 SCR反应机理
        1.5.1 NH_3的吸附与活化
        1.5.2 NOx的吸附与转化
        1.5.3 SCR反应机理的研究进展
    1.6 多金属氧酸盐
        1.6.1 多金属氧酸盐简介
        1.6.2 POMs的性质
        1.6.3 POMs应用于脱硝的研究
    1.7 研究意义和选题依据
    1.8 本文的研究目的和主要研究内容
    1.9 本文的技术路线
第二章 实验材料与方法
    2.1 试剂和药品
    2.2 仪器设备
    2.3 催化剂活性评价的实验装置及方法
    2.4 稳态动力学测试
    2.5 催化剂的表征
        2.5.1 扫描电镜(SEM)
        2.5.2 透射电镜(TEM)
        2.5.3 BET比表面积
        2.5.4 傅里叶变换红外光谱(FT-IR)
        2.5.5 粉末X射线衍射
        2.5.6 X射线光电子能谱
        2.5.7 NH_3程序升温脱附
        2.5.8 H_2程序升温还原
第三章 POM修饰的Cu~(2+)交换分子筛催化剂的制备及其SCR脱硝性能
    3.1 前言
    3.2 催化剂的制备
        3.2.1 POMs在不同载体上的负载
        3.2.2 CuO在不同载体上的负载
        3.2.3 同时负载CuO和POMs的复合催化剂m%CuO-n%HPW/Carrier的制备
    3.3 催化剂的SCR脱硝性能评价
        3.3.1 载体种类对POMs/Carrier的NOx转化率的影响
        3.3.2 载体种类对CuO/Carrier的NOx转化率的影响
        3.3.3 CuO负载量对m%CuO-20%HPW/Carrier的NOx转化率的影响
        3.3.4 HPW负载量对2%CuO-n%HPW/Carrier的NOx转化率的影响
        3.3.5 CuO-HPW/Carrier复合体系的载体效应
    3.4 正交试验优化催化剂的制备条件
    3.5 优化得到的催化剂的表征
        3.5.1 SEM-EDX-Mapping
        3.5.2 PXRD表征
        3.5.3 FT-IR
        3.5.4 XPS表征
    3.6 本章小结
第四章 CuO-HPW/Popcarbon材料表面性质调控及应用于NH_3-SCR脱硝的构-效关系
    4.1 引言
    4.2 催化剂的制备
        4.2.1 爆米花Popcorn的制备
        4.2.2 爆米花碳材料Poparbon的制备
        4.2.3 CuO/Popcarbon材料的制备
        4.2.4 HPW在CuO/Popcarbon上的负载
    4.3 催化剂的表征分析
        4.3.1 BET比表面积和孔特性分析
        4.3.2 SEM和EDX-Maping表征碳材料的微观形貌及元素分布
        4.3.3 TEM和HRTEM表征催化剂的微观结构
        4.3.4 FT-IR表征碳材料上的表面含氧官能团
        4.3.5 PXRD表征催化剂的物相构成
        4.3.6 XPS表征碳材料表面的化学组成
        4.3.7 NH_3-TPD表征催化剂的表面酸性
        4.3.8 H_2-TPR表征催化剂的氧化还原特性
        4.3.9 Raman光谱表征催化剂的表面微观结构及无序性
    4.4 催化剂的SCR脱硝性能评价
        4.4.1 微波功率对催化剂的SCR综合性能的影响
        4.4.2 碳化温度对催化剂的SCR综合性能的影响
        4.4.3 HPW载量对n%HPW/Popcarbon的SCR综合性能的影响
        4.4.4 铜源种类对CuO/Popcarbon的SCR综合性能的影响
        4.4.5 CuO载量(m值)对m%CuO-40%HPW/Popcarbon的SCR综合性能的影响
        4.4.6 不同添加剂组分对Popcarbon基催化剂的NOx转化率的影响
    4.5 CuO-HPW/Popcarbon体系的耐水抗SO_2性能
        4.5.1 SO_2对催化剂的脱硝活性的影响
        4.5.2 H_2O对催化剂的脱硝活性的影响
        4.5.3 H_2O和SO_2共存时对催化剂的脱硝活性的影响
    4.6 CuO-HPW/Popcarbon体系的使用寿命-即热稳定性考察
    4.7 CuO-HPW/Popcarbon体系的循环再生实验
    4.8 正交实验优化催化剂的制备条件
    4.9 正交实验优化催化剂的NH_3-SCR运行工况
    4.10 本章小结
第五章 “笼中船”法负载POM的Cu基催化剂的制备及其NH_3-SCR性能
    5.1 引言
    5.2 催化剂的制备
        5.2.1 常规浸渍法(IP)负载Cu,前驱体为Cu(CH_3COO)_2
        5.2.2 常规浸渍法(IP)负载Cu,前驱体为Cu_2(OH)_2CO_3
        5.2.3 固态离子交换法(SSIE)负载Cu,前驱体为Cu(CH_3COO)_2
        5.2.4 常规浸渍法(IP)制备HPW/USY(或NaY)
        5.2.5 “笼中船”法(SiC)制备HPW/USY(或NaY)
        5.2.6 Cu-HPW/USY(或NaY)的制备
    5.3 不同催化剂对NOx的吸附量的测定
        5.3.1 Cu(IP)-HPW(IP)/NaY对NOx的吸附能力
        5.3.2 Cu(IP)-HPW(SiC)/NaY对NOx的吸附能力
        5.3.3 Cu(SSIE)-HPW(IP)/NaY对NOx的吸附能力
        5.3.4 Cu(SSIE)-HPW(SiC)/NaY对NOx的吸附能力
        5.3.5 Cu(SSIE)/NaY对NOx的吸附育能力
    5.4 催化剂的SCR脱硝性能评价
        5.4.1 载体(USY、NaY)对Cu-HPW/Y-zeolite的脱硝性能的影响
        5.4.2 不同的方法组合同时负载HPW和Cu对NOx脱除效率的影响
        5.4.3 铜源对Cu(SSIE)-HPW(SiC)/NaY系列催化剂的脱硝性能的影响
    5.5 本章小结
第六章 包覆磷钨酸纳米皮肤的铁纳米环的制备及其NH_3-SCR脱硝性能
    6.1 前言
    6.2 催化剂的制备
        6.2.1 铁纳米环(Fe_2O_3 NRs)的制备
        6.2.2 机械化学研磨法实现HPW在Fe_2O_3 NRs表面的负载
        6.2.3 湿浸渍法实现HPW在Fe_2O_3 NRs表面的负载
    6.3 催化剂的表征分析
        6.3.1 SEM表征催化剂的微观形貌
        6.3.2 TEM和HRTEM表征催化剂的微观结构和HPW的负载情况
        6.3.3 PXRD表征样品的物相组成
        6.3.4 XPS能谱表征催化剂表面的化学组成和元素价态
        6.3.5 NH_3-TPD表征催化剂的表面酸强度和酸性位种类
        6.3.6 H_2-TPR表征催化剂的氧化还原特性
        6.3.7 FT-IR验证HPW在Fe_2O_3 NRs表面的包覆
    6.4 催化剂的综合脱硝性能的研究
        6.4.1 催化剂对NO_2的吸附能力
        6.4.2 不同催化剂的NOx转化率的比较
        6.4.3 原位红外漫反射研究催化剂对反应气体的吸附行为
        6.4.4 催化剂的抗SO_2中毒特性
        6.4.5 催化剂的寿命实验-即热稳定性考察
    6.5 本章小结
第七章 CuO-HPW/Popcarbon复合催化剂应用于NH_3-SCR的吸附动力学和反应动力学特性
    7.1 前言
    7.2 吸附动力学研究
        7.2.1 吸附动力学模型
        7.2.2 不同模型在CuO-HPW/Popcarbon上NO_2的吸附拟合中的应用
    7.3 化学反应热力学的计算
        7.3.1 化学反应焓变的计算
        7.3.2 化学反应吉布斯自由能的计算
        7.3.3 化学反应平衡常数的计算
    7.4 反应动力学研究
        7.4.1 内外扩散影响的排除
        7.4.2 NO初始浓度对SCR反应速率的影响
        7.4.3 O_2浓度对SCR反应速率的影响
        7.4.4 NH_3浓度对NOx转化速率的影响
        7.4.5 各反应物的反应级数的确定
        7.4.6 SCR反应速率方程的建立
    7.5 本章小结
第八章 结论与展望
    8.1 结论
    8.2 本文的创新点
    8.3 未来工作展望
参考文献
致谢
博士期间学术成果
博士期间所获荣誉
附录—英文缩写词与中英文索引
附件
学位论文评阅及答辩情况表

(10)Fe-SO4/TiO2催化剂的脱硝性能及其抗中毒能力研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 NO_x来源与形成
        1.1.2 NO_x控制技术
    1.2 NH_3-SCR脱硝技术
        1.2.1 NH_3-SCR脱硝基本原理
        1.2.2 NH_3-SCR反应机理
        1.2.3 NH_3-SCR脱硝催化剂
    1.3 NH_3-SCR催化剂中毒机理
        1.3.1 碱及碱土金属的中毒机理
        1.3.2 SO_2的中毒机理
        1.3.3 催化剂中毒改善研究
    1.4 铁基及含SO_4~(2-)SCR催化剂的研究现状
        1.4.1 铁基催化剂
        1.4.2 含SO_4~(2-)催化剂研究
        1.4.3 铁硫酸盐催化剂的研究
    1.5 论文选题目的和主要研究内容
第2章 不同种类铁硫酸盐的性能结构分析
    2.1 引言
    2.2 实验方法与设备
        2.2.1 NH_3-SCR脱硝活性测试
        2.2.2 物相测试
        2.2.3 热稳定性测试
        2.2.4 还原能力测试
        2.2.5 表面酸性测试
        2.2.6 表面元素与化合价态测试
        2.2.7 表面微观形貌测试
        2.2.8 孔结构测试
    2.3 不同种类铁硫酸盐的性能分析
        2.3.1 铁硫酸盐的脱硝性能
        2.3.2 铁硫酸盐的氧化还原能力
        2.3.3 铁硫酸盐的组成特征
        2.3.4 铁硫酸盐的微观结构特征
        2.3.5 不同种类铁硫酸盐活性差异原因
    2.4 本章小节
第3章 Fe-SO_4/TiO_2催化剂的制备优化及脱硝机理研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验方案与内容
        3.2.2 测试方法与设备
    3.3 不同活性物质负载量Fe-SO_4/TiO_2催化剂的性能与表征
        3.3.1 负载量对Fe-SO_4/TiO_2催化剂催化性能影响
        3.3.2 负载量对Fe-SO_4/TiO_2催化剂组成与结构影响
        3.3.3 负载量对Fe-SO_4/TiO_2催化剂性能影响规律
    3.4 不同焙烧温度Fe-SO_4/TiO_2催化剂的性能与表征
        3.4.1 焙烧温度对Fe-SO_4/TiO_2催化剂催化性能影响
        3.4.2 焙烧温度对Fe-SO_4/TiO_2催化剂组成与结构影响
        3.4.3 焙烧温度对Fe-SO_4/TiO_2催化剂性能影响规律
    3.5 Fe-SO_4/TiO_2催化剂脱硝反应机理
        3.5.1 NH_3、NH_3+O_2和NH_3+O_2+NO吸附反应
        3.5.2 NO、NO + O_2和NO + O_2+NH_3吸附反应
    3.6 本章小结
第4章 Mn、Ce和 Cu对 Fe-SO_4/TiO_2催化剂的改性及作用机制
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验方案与内容
        4.2.2 测试方法与设备
    4.3 Mn掺杂Fe-SO_4/TiO_2催化剂的性能与表征
        4.3.1 Mn-Fe-SO_4/TiO_2催化剂的脱硝催化性能
        4.3.2 Mn-Fe-SO_4/TiO_2催化剂的组成与结构
        4.3.3 Mn掺杂对Fe-SO_4/TiO_2催化剂的作用规律
    4.4 Ce掺杂Fe-SO_4/TiO_2催化剂的性能与表征
        4.4.1 Ce-Fe-SO_4/TiO_2催化剂的催化性能
        4.4.2 Ce-Fe-SO_4/TiO_2催化剂的结构与组成
        4.4.3 Ce掺杂对Fe-SO_4/TiO_2催化剂的作用规律
    4.5 Cu掺杂Fe-SO_4/TiO_2催化剂的性能与表征
        4.5.1 Cu-Fe-SO_4/TiO_2催化剂的催化性能
        4.5.2 Cu-Fe-SO_4/TiO_2催化剂的结构与组成
        4.5.3 Cu掺杂对Fe-SO_4/TiO_2催化剂的作用规律
    4.6 金属掺杂Fe-SO_4/TiO_2催化剂的反应机理
        4.6.1 NH_3、NH_3+O_2和NH_3+O_2+NO吸附反应
        4.6.2 NO、NO + O_2和NO + O_2+NH_3吸附反应
    4.7 本章小结
第5章 Fe-SO_4/TiO_2及其改性催化剂的抗硫性研究
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 实验方案与内容
        5.2.2 测试方法与设备
    5.3 Fe-SO_4/TiO_2催化剂的抗硫性能及表征
        5.3.1 Fe-SO_4/TiO_2催化剂的抗硫性
        5.3.2 Fe-SO_4/TiO_2催化剂的抗硫机理
    5.4 Mn-Fe-SO_4/TiO_2催化剂的低温抗硫性能
        5.4.1 Mn基催化剂的脱硝活性及抗硫性
        5.4.2 硫中毒前后Mn基催化剂的物相结构变化
        5.4.3 硫中毒前后Mn基催化剂的氧化还原能力的变化
        5.4.4 Mn基催化剂的硫中毒机理分析
        5.4.5 Mn-Fe-SO_4/TiO_2催化剂硫中毒机理
    5.5 Ce、Cu掺杂对Fe-SO_4/TiO_2催化剂抗硫性的作用机制
        5.5.1 Ce、Cu掺杂Fe-SO_4/TiO_2催化剂的抗硫性
        5.5.2 中毒前后Ce、Cu掺杂Fe-SO_4/TiO_2催化剂的物相结构变化
        5.5.3 Ce、Cu掺杂对Fe-SO_4/TiO_2催化剂的抗硫中毒作用机制
    5.6 本章小结
第6章 Fe-SO_4/TiO_2催化剂的抗碱性能及中毒机理
    6.1 引言
    6.2 实验部分
        6.2.1 实验方案与内容
        6.2.2 测试方法与设备
    6.3 Fe-SO_4/TiO_2催化剂K中毒研究
        6.3.1 Fe-SO_4/TiO_2催化剂的K中毒测试
        6.3.2 K中毒前后Fe-SO_4/TiO_2催化剂的物相结构变化
        6.3.3 Fe-SO_4/TiO_2催化剂K中毒机理
    6.4 Fe-SO_4/TiO_2催化剂的Na中毒研究
        6.4.1 Fe-SO_4/TiO_2催化剂的Na中毒测试
        6.4.2 Na中毒前后Fe-SO_4/TiO_2催化剂的物相结构变化
        6.4.3 Fe-SO_4/TiO_2催化剂Na中毒机理
    6.5 Fe-SO_4/TiO_2催化剂的Ca中毒研究
        6.5.1 Fe-SO_4/TiO_2催化剂的Ca中毒测试
        6.5.2 Ca中毒前后Fe-SO_4/TiO_2催化剂的物相结构变化
        6.5.3 Fe-SO_4/TiO_2催化剂Ca中毒机理
    6.6 碱金属中毒Fe-SO_4/TiO_2催化剂反应机理
        6.6.1 NH_3、NH_3+O_2和NH_3+O_2+NO吸附反应
        6.6.2 NO、NO + O_2和NO + O_2+NH_3吸附反应
    6.7 本章小结
第7 章 总结及展望
    7.1 全文总结
    7.2 创新点
    7.3 工作展望
参考文献
致谢
攻读博士学位期间科研成果

四、Preparation of Well Dispersed and Ultra-Fine Ce(Zr)O_2 Mixed Oxide by Mechanochemical Processing(论文参考文献)

  • [1]机械化学法合成铜基催化剂及其甲醇重整制氢性能的研究[D]. 严佳丽. 江南大学, 2021(01)
  • [2]MoO3修饰的Pt/ZrO2催化剂对丙烷完全氧化的性能研究[D]. 赵培培. 浙江师范大学, 2021(02)
  • [3]中低温SOFCs稀土锆酸盐系固体电解质的固溶与复合改性[D]. 靳玉俊. 哈尔滨工业大学, 2020(02)
  • [4]氧化钴及其复合氧化物超细粉末的强化固相反应合成方法及机理研究[D]. 徐枫. 湖南大学, 2020(02)
  • [5]铜锰复合催化剂制备及CO催化性能研究[D]. 刘亚保. 河北工程大学, 2020(07)
  • [6]二氧化碳甲烷化反应催化剂制备及反应机理研究[D]. 刘芬. 华南理工大学, 2020(02)
  • [7]铌基催化剂的合成及其低温选择催化还原NO的研究[D]. 余海杰. 重庆理工大学, 2020(08)
  • [8]基于木基碳点与木材模板制备复合材料及其催化性能研究[D]. 高杏. 东北林业大学, 2020
  • [9]基于新型纳米多孔载体的多金属氧酸盐主客体复合体系的构建及NH3-SCR中低温脱硝性能研究[D]. 任兆勇. 山东大学, 2019(02)
  • [10]Fe-SO4/TiO2催化剂的脱硝性能及其抗中毒能力研究[D]. 李凤祥. 武汉理工大学, 2019(01)

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机械化学法制备分散良好的超细Ce(Zr)O_2混合氧化物
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