1. 研究目的与意义（文献综述）

随着人类生活水平的提高，氮氧化物污染引起的酸雨和二次污染等环境问题日益严重，已成为目前社会和经济发展的重要制约因素，受到人们的广泛关注。氮氧化物（no_x）包括no、n₂o和no₂等，是大气的主要污染物之一^[1]。燃煤电厂排放的烟气是no_x主要来源之一，燃煤电厂排放的粉尘、二氧化硫（so₂）和氮氧化物（no_x）分别占我国排放量的60%，87%和67%^[2]。脱硫技术日益成熟，烟气脱硫项目一直在有序地进行；只有no_x排放没有得到有效治理。因此开发适合我国国情的脱硝技术对促进我国的环保工作有着非常重要的意义。

选择性催化还原（selectivecatalytic reduction，scr）氮氧化物是目前国内外用于固定源氮氧化物排放控制的主要技术^[3]。其优点有：无副产物，设备结构较简单，脱硝效率高（可达90%以上），运行可靠，维护方便，一次性投资较低等。催化剂作为scr技术的核心，其性能直接影响scr系统的脱硝效果。现今最广泛应用的商业化催化剂是钒钛系催化剂（v₂o₅/tio₂）^[1]。钒钛基脱硝催化剂存在工作温度高（300℃～400℃）、活性窗口窄、低温活性差的缺点，研究开发与目前国情相匹配的催化效率高、稳定性好的低温脱硝催化剂非常必要。

催化剂载体具有非常重要的作用：增大催化剂的表面积；增加催化剂的机械强度；提高催化剂的热稳定性；提供活性中心。由此可见，催化剂载体的选择和改性对催化剂的活性影响非常大，选择性能优良的载体或改良原有载体提高其低温性能均可大幅度提高催化剂的低温活性。碳纳米管（cnts）是具有良好的机械、电、热特性，高热稳定性的 一种维材料^[4-7]，是支撑催化剂活性组分的良好载体^[8-15]。研究表明将碳纳米管作为载体可以有效地降低催化反应的温度（100℃～200℃）^[15]，更加符合目前国内的生产设备工艺。而活性组分在载体上的分散程度是影响催化剂的催化活性和稳定性的重要因素，因此采用合适的合成方法提高活性组分在载体上的分散性很有必要。普通的浸渍法和机械混合法制备出的催化剂活性组分的分散性较差，易发生团聚，从而影响其催化性能。zhang^[16]等发现与通过浸渍或机械混合方法制备的催化剂相比，原位生长法制备的催化剂表现出更高的活性和较宽的操作温度范围，在cnts表面也具有更高的分散性，这是因为载体和活性物质之间也有强烈的电子相互作用。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

（1）碳纳米管负载钒基催化剂的制备

系统研究碳纳米管的表面功能化工艺、v₂o₅负载量及分布等对催化剂的形貌、微观结构、物理性能的影响，重点分析cnts表面官能团与v₂o₅纳米颗粒之间的键合过程，探讨其原位生长机理。

3. 研究计划与安排

第1-3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。

第4-7周：按照设计方案，制备v₂o₅负载碳纳米管催化材料；

第8-9周：采用xrd、fesem、tem、xps等测试技术对材料的物相、结构进行表征；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 邹鹏. 钒钛scr烟气脱硝催化剂改性研究[d]. 山东大学, 2012.

[2] 金瑞奔. 负载型mn-ce系列低温scr脱硝催化剂制备、反应机理及抗硫性能研究[d]. 浙江大学, 2010

[3] 苗雷. 碳纳米管负载铁基催化剂的低温脱硝性能研究[d]. 大连理工大学, 2015.