国产性70yerg老太,狠狠的日,欧美人与动牲交a免费,中文字幕成人网站

基本信息

項(xiàng)目名稱：
汽車尾氣非貴金屬催化劑的研究
小類：
能源化工
簡(jiǎn)介：
我們開發(fā)一條合成單晶納米復(fù)合氧化物L(fēng)a2CuO4纖維的路線。自制碳納米管為模板，利用水熱合成法在溫和條件下（60oC）合成出納米 La2CuO4單晶纖維，其比表面積達(dá)到105 m2/g，組成為L(zhǎng)a2Cu0.882+ Cu0.12+O3.94， 有12%Cu +，也有氧空位，并顯示出優(yōu)越的低溫NO分解和甲醇水蒸氣重整制CO2 和氫氣的催化活性。
詳細(xì)介紹：
氮氧化物NOx（ NO, N2O 等）是最嚴(yán)重的空氣污染物。它們是致癌的化學(xué)氣體、是酸雨的主要成分、也是比二氧化碳更嚴(yán)重的溫室氣體。普遍產(chǎn)生于各種燃燒過程、發(fā)電廠、冶煉廠、汽車尾氣、高空雨云閃電,、化工廠（特別是硝酸生產(chǎn)）等。近年來, 我國(guó)各種汽車數(shù)量猛增, 尾氣排放正在逐年上升, 機(jī)械性能較差的或使用年限已較長(zhǎng)的發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣中的NOx 濃度要更高。國(guó)家對(duì)汽車尾氣的排放要求越來越高。所以研制高效氮氧化物分解催化劑（DeNOx）非常迫切。雖然從熱力學(xué)的角度來看，氮氧化物直接分解的產(chǎn)物N2和O2比氮氧化物穩(wěn)定，應(yīng)該容易進(jìn)行。但事實(shí)上由于中間態(tài)的復(fù)雜和對(duì)氧物種的敏感，氮氧化物必須在高選擇性的催化劑上才能分解為N2和O2。所以DeNOx一直是環(huán)境催化領(lǐng)域里最重要的課題之一。最理想的催化劑是能將氮氧化物直接分解為氮?dú)夂脱鯕舛恍枰砑悠渌瘜W(xué)物。但是理想的氮氧化物直接分解催化劑研究進(jìn)展緩慢，故不得不加入還原劑 (CO, H2, NH3, CnHm)，促進(jìn)NO的分解（Selective catalytic reduction--SCR）。目前氮氧化物直接分解催化劑存在的困難是催化劑只有在高溫時(shí)才有較高的活性。常見的直接DeNOx催化劑有: Cu-ZSM-5, 鈣鈦石或類鈣鈦石型復(fù)合氧化物如La1?xSrxMO3?δ (M = Co, Ni, Cu), La(Ba)Mn(In)O3, Ag/La0.6Ce0.4CoO3, CeO2， Pr6O11 稀土氧化物, 負(fù)載型貴金屬Pt/Al2O3。絕大部分催化劑只有在600oC 以上才顯示較高的活性，所以在高溫下（800 oC左右）才能工作（汽車尾氣凈化器必須安裝在很靠近發(fā)動(dòng)機(jī)部位，拆卸復(fù)雜）。 究其原因:無論是在貴金屬催化劑上，還是在鈣鈦石型催化劑上，或是在 分子篩ZSM-5-Cu上，氧物種與NO存在競(jìng)爭(zhēng)吸附，且氧物種在低溫下不易脫附，在氧物種存在下NO極易轉(zhuǎn)化為NO2 （O+ NO = NO2）。我們研究過NO的分解過程：2NO?(NO)2 ?N2O2 ? N2O + O ? N2 + 1/2O2。 若氧能及時(shí)脫附， 就能促使反應(yīng)向右邊進(jìn)行；如果氧不容易脫附，則使反應(yīng)易向左邊進(jìn)行。在目前的DeNOx 催化劑上，氧的脫附都是在600oC以上才能進(jìn)行。這是催化劑為何在高溫才有活性的主要原因之一，貴金屬催化劑成本太高。在非貴金屬元素中，銅元素是對(duì)氮氧化物最有活性的催化組分。機(jī)理研究證明，NOx在銅催化劑上的分解與催化劑中Cu+ 和Cu2+ 之間的氧化還原相互耦合。保持一定比例的Cu+ 是關(guān)鍵。 在一般的氧化物和擔(dān)載催化劑上，Cu2+ 和Cuo 都比較容易穩(wěn)定，但Cu+ 則不宜得到。在具有特定晶體結(jié)構(gòu)的含銅氧化物中可以通過氧缺陷的存在和摻雜高價(jià)態(tài)元素來穩(wěn)定Cu+ 。在類鈣鈦石型催化劑La2CuO4 中，氧缺陷的存在La2(Cu+)β(Cu2+)αO4-δ {β + 2 α +6 = 2 (4- δ) ；α+β=1} 或通過摻雜Ce4+ 可以穩(wěn)定Cu+ 并調(diào)控其含量, La2-xCex (Cu+)y(Cu2+)z O4 {３(2-x) + 4x + y + 2z = 8；y+z=1}。（CeO2 本身對(duì)分解NO有一定活性）。規(guī)整結(jié)構(gòu)中的氧空位為氧物種提供了場(chǎng)所，并且氧在其上的脫附相對(duì)比在氧化物晶格中容易。比較兩類典型的催化劑，各有利弊：Cu-ZSM-5 比表面積大，但不宜調(diào)變銅離子的價(jià)態(tài)，熱穩(wěn)定性差， 并且極易受水蒸氣和SO2 中毒。鈣鈦石型復(fù)合氧化物可以調(diào)變銅離子的價(jià)態(tài)甚至組成，熱穩(wěn)定性好，但該類化合物的比表面積很小，一般只有2到3 m2/g， 用溶膠凝膠法最大能制備出13 m2/g。所以若能制備大表面的具有特定結(jié)構(gòu)的鈣鈦石型復(fù)氧化物可能會(huì)獲得一類性能優(yōu)越的氮氧化物分解催化劑。普通的合成方法制備不出比表面積很大的鈣鈦石型復(fù)合氧化物。我們的團(tuán)隊(duì)主要是開發(fā)一條合成單晶納米復(fù)合氧化物L(fēng)a2CuO4纖維的路線。采用自制的碳納米管作為模板（碳納米管的加入量很少，在目標(biāo)產(chǎn)物中含量<1wt%），利用水熱合成法在溫和條件下（60oC）合成出納米 La2CuO4單晶纖維，其比表面積達(dá)到105 m2/g，組成為L(zhǎng)a2Cu0.882+ Cu0.12+O3.94， 有12%Cu +，也有氧空位，并顯示出優(yōu)越的低溫NO分解（在300oC能將NO分解為N2 和O2并且在60 小時(shí)內(nèi)保持活性不下降）和甲醇水蒸氣重整制CO2 和氫氣的催化活性。普通方法制備的La2CuO4 粉組成為L(zhǎng)a2Cu0.922+ Cu0.083+O4.04， 比表面積只有2.7 m2/g， 其催化活性大大劣于納米La2CuO4纖維。

作品圖片

  • 汽車尾氣非貴金屬催化劑的研究
  • 汽車尾氣非貴金屬催化劑的研究
  • 汽車尾氣非貴金屬催化劑的研究
  • 汽車尾氣非貴金屬催化劑的研究

作品專業(yè)信息

設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)

合成高比表面積、適當(dāng)Cu+/Cu2+ 比例的類鈣鈦石型復(fù)合氧化物L(fēng)a2-xCex (Cu+)y(Cu2+)z O4 (x = 0~1) （簡(jiǎn)稱LCCO）系列單晶納米纖維和納米晶粒。獲得能在低溫（300oC左右）下將氮氧化物直接分解為氮?dú)夂脱鯕獠⑶揖哂虚L(zhǎng)壽命的催化劑。探索氮氧化物在該類催化劑上的催化分解機(jī)理和催化劑維持高活性的必要表面結(jié)構(gòu)條件。研制出非貴金屬汽車尾氣凈化催化劑。

科學(xué)性、先進(jìn)性

以碳納米材料為模板合成高比表面積和特殊表面（孔道）結(jié)構(gòu)的La2-xCex (Cu+)y(Cu2+)z O4－δ (x = 0~1)納米纖維和納米晶粒，該結(jié)構(gòu)能穩(wěn)定并調(diào)變Cu+（對(duì)活化NOx有利）及氧空位含量（對(duì)氧物種的脫附有利），進(jìn)而在低溫下能高效直接分解氮氧化物。該種方法為首次發(fā)明的方法并已取得了初步的成果。該催化劑用在汽車尾氣凈化上，將避開貴金屬，大大節(jié)約成本，為銅資源開辟了新的高技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域。

獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果

無

作品所處階段

本作品已完成實(shí)驗(yàn)樣品的制作。

技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式

無

作品可展示的形式

反應(yīng)器實(shí)物樣品。

使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)

該法使用高分散的碳納米材料作為模板, 且對(duì)碳納米材料的使用量很小，一克碳納米管可以制出一千克La2CuO4納米纖維，碳納米管及納米洋蔥碳目前的制備已不是難題，售價(jià)也不昂貴,我們自己的實(shí)驗(yàn)室就能制備。水熱合成是制備分子篩材料的常規(guī)方法，成本和放大都不存在技術(shù)難題。我國(guó)具有豐富的銅資源，如果把豐富的銅元素用作汽車尾氣凈化及環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)上，將對(duì)我國(guó)銅資源開發(fā)和利用有重大的意義。

同類課題研究水平概述

國(guó)外減排產(chǎn)品一般也只能減排20%－40%，無法徹底解決大中城市汽車尾氣污染的難題, 特別是對(duì)氮氧化物的凈化非常不完全。碳?xì)浠衔锖鸵谎趸嫉纳疃妊趸呋瘎┹^易制備,但氮氧化物分解催化劑則很難獲得,往往需要貴金屬,如銠和鉑等。即使含有貴金屬的催化劑，隨著使用時(shí)間的增加，對(duì)氮氧化物的處理能力也會(huì)逐漸變?nèi)?。目前的三元催化劑一般都含有貴金屬,所以較昂貴。 DeNOx一直是環(huán)境催化領(lǐng)域里最重要和難度最大的課題之一。常見的直接DeNOx催化劑有: Cu-ZSM-5 [1], 鈣鈦石或類鈣鈦石型復(fù)合氧化物如La1?xSrxMO3?δ (M = Co, Ni, Cu) [2] 、La(Ba)Mn(In)O3 [3]、Ag/La0.6Ce0.4CoO3 [4] ，稀土氧化物如CeO2、Pr6O11 [5], 負(fù)載型貴金屬Pt/Al2O3[6]等。絕大部分催化劑只有在600oC 以上才顯示出較高的活性，所以在高溫下（800oC左右）才能工作（汽車尾氣凈化器必須安裝在很靠近發(fā)動(dòng)機(jī)部位，拆卸復(fù)雜）。在目前的DeNOx 催化劑上，氧的脫附都是在600oC以上才能進(jìn)行, 這是催化劑為何在高溫才有活性的主要原因之一。 貴金屬催化劑成本太高。
建議反饋 返回頂部