论文总字数：17644字

摘 要

在大气中，氮氧化物越来越多。对于NO_X来说，唯有NO是一种难溶于水的气体，所以治理的关键就在于NO的脱除。所以本文的目的是制备载体γ-Al₂O₃，将过渡金属铁，锰，铈负载到γ-Al₂O₃上，将负载的催化剂进行脱硝测试，以获取最佳催化效率的催化剂。本文主要是通过滴球法合成γ-Al₂O₃和浸渍法负载催化剂。结果表明，复合金属负载的催化剂确实能提高催化效率，但是铁，锰，铈三种过渡金属复合的催化剂效果更好。由此，铁，锰，铈复合金属催化剂能有效提高一氧化氮出脱除效率。

关键词：过渡金属 氮氧化物 一氧化氮 催化氧化

ABSTRACT

In the atmosphere, nitrogen oxides are increasing. For NO_X, only NO is a gas that is difficult to dissolve in water, so the key to treatment is the removal of NO. Therefore, the purpose of this article is to prepare the carrier γ-Al₂O₃, load the transition metals iron, manganese, and cerium onto γ-Al₂O₃, and perform the denitration test on the supported catalyst to obtain the catalyst with the best catalytic efficiency. This article is mainly about the synthesis of γ-Al₂O₃ by the dropping ball method and the catalyst supported by the impregnation method. The results show that the catalyst supported by the composite metal can indeed improve the catalytic efficiency, but the catalyst of the composite of three transition metals of iron, manganese and cerium is better. Thus, the iron, manganese and cerium composite metal catalyst can effectively improve the removal efficiency of nitric oxide.

Keywords: Transition metal ; Nitrogen oxides; Nitric oxide; Oxidation

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1.1 序言 1

1.1.1 一氧化氮脱硝的必要性 1

1.1.2 一氧化氮的脱除 1

1.2 氮氧化物的简述 2

1.2.1 氮氧化物对环境的危害 2

1.2.2 氮氧化物的排放现状 2

1.2.3 氮氧化物的国家标准 3

1.3 氮氧化物的治理方法 4

1.3.1 烟气再循环 4

1.3.2 空气分级燃烧法 4

1.3.3 燃料分级燃烧法 4

1.3.4 选择性催化还原法 5

1.3.5 催化分解法 5

1.3.6 等离子体治理法 6

1.3.7 液体吸收法 6

1.4 载体的制备方法 7

1.4.1 滴球法 7

1.4.2 模板法 8

1.4.3 喷射法 8

1.5 催化剂类型及制备 8

1.5.1 活性炭负载型催化剂 9

1.5.2 贵金属负载型催化剂 10

1.5.3 过渡金属负载型催化剂 10

1.5.4 锰氧催化剂的制备以及过渡金属的影响 10

1.6 对于合成工艺以及催化剂表征的探讨 10

1.7 研究意义及方法 10

第二章 实验部分 11

2.1 化学试剂及仪器 11

2.2 γ-Al₂O₃的制备 12

2.3 Fe-Ce-Mn@γ-Al2O3催化剂的制备 12

第三章 结果分析 13

3.1γ-Al2O3和催化剂的表征 13

3.2脱硝效率的数据分析 15

第四章 结论与展望 16

4.1 结论 16

4.2 展望 16

致谢 17

参考文献 18

第一章 绪论

1.1 序言

1.1.1一氧化氮的脱硝的必要性

目前，工业已经得到很大很快速的发展，但是，污染也变得非常严重，比如：在大气中，氮氧化物（NO_X）是雾霾的主要来源之一，对人体健康有害。电厂锅炉，工业锅炉和汽车排放的NO_X主要为NO，占NO_X总量的95%以上，这些NO_X中，唯有NO是一种难溶于水的气体，所以治理的关键就在于NO的脱除。过多的氮氧化物会造成酸雨^[3]，光污染^[4]，臭氧层破坏^[5]等各种各样的环境问题。因NO难溶于水，所以格外难以去除，需通过氧化的方法使其成为高价态的氮氧化物使其溶于水溶液，再进行中和以去除烟气中的NO。

1.1.2一氧化氮的脱除

目前，在工业界，脱除NO的技术并不多，在工业上应用比较广泛的两种技术：一：选择性催化还原，二：选择性非催化还原^[6]，但是，NO几乎不溶于水，而其他NO_X比如NO₂和五氧化二氮(N₂O₅)具有更高的溶解度。无需任何添加剂即可通过喷水轻松去除N₂O₅。NO过氧化可以在湿法烟气脱硫塔中同时去除SO₂和NO_X。由氧气与湿式烟道气脱硫，研究人员将低温氧化，可以是一个很好的选择来处理NO_X在特殊情况下去除。我们的工作致力于将NO转化为N₂O₅，其定义为NO深度氧化^[7-11]。氧化法作为一种成熟的方法，已广泛应用于环境治理中。锰金属因其优异的氧化还原能力被视作可以替代贵金属的新型催化剂^{[12, 13]}，除此之外，使用过渡金属比如铁，铈进行修饰可以调节与吸附和活性位相关的表面缺陷^{[14, 15]}。将铁，锰，铈的复合催化剂以减弱O-O的键能并降低电负性，可以改善表面氧空位^[16]。

所以，本文主要是通过制备γ- Al₂O₃载体，然后通过制备复合金属铁，锰，铈的复合金属催化剂，并将其负载到γ- Al₂O₃载体上，制成（Fe-Ce -Mn@Al₂O₃）进一步探究其作为一种催化剂的可能性。

1.2 氮氧化物的简述

随着社会的发展，汽车尾气的排放和工业锅炉烟气排放逐渐增加，这就导致了氮氧化物已经逐渐变成了污染源的主导部分。正是它们的存在，造成酸雨的形成，二次微细颗粒污染，所以，对于环境来说，氮氧化物的危害不可忽视。

1.2.1 氮氧化物对环境的危害

目前，电厂锅炉，工业锅炉和汽车排放的NO_X主要为NO，占NO_X总量的95%以上。但是，NO的化学性质又十分活泼，在空气中容易被氧气氧化而生成NO₂，与此同时，在天气比较湿润的情况下，NO₂ 遇到湿润的空气反应生成硝酸。但是，我们日常中指的硝酸并非于此，而是NO₂与SO₂ 同时存在时，SO₂使得NO₂与水分子结合的速率增加，从而生成了酸雨。在我国的南方，大部分土壤主要显酸性，酸雨的不断冲刷使得土壤中的大部分营养物质流失，土地变得贫瘠，农作物无法正常生长。酸雨对建筑物冲刷，会使得建筑物产生裂缝和空洞，极其不安全。

请支付后下载全文，论文总字数：17644字