CuO/A12O3/Ce-Zr-La-O整体催化剂物相和制备工艺研究

摘要

随着煤和石油、天然气储量的日益枯竭，寻找有效的途径解决能源危机，已经成为一个急需解决的重大课题。催化燃烧被认为是解决这一问题最有效的途径，催化燃烧是燃料在催化剂表面进行的完全氧化反应，并以红外辐射方式释放出能量；通过降低维持燃烧反应所需要的反应温度，节省燃烧反应本身对燃料燃烧能量的消耗。节能可达20％以上。催化剂的选择性来有效地抑制生成有毒有害物质的副反应发生，基本上不产生或很少产生NOx、CO和HC等污染物。贵金属燃烧催化剂的活性较好，耐热性能差，在高温下很容易烧结而失去活性，而且其成本很高，因此大大限制了它的民用化使用
　　 本文采用稀土元素Ce、La来代替贵金属催化活性成分生成类CexZryOm的固溶体，并掺加少量的Cu提高活性，减少了生产成本，应用溶胶-凝胶法、沉淀法、浸渍法、以及整体催化剂的浸渍涂覆工艺，制备出了CexZryLazOm、CuO/CexZryLazOm、CuO/AL203/CexZryLazOm整体催化剂，通过XRD、TEM、TG-DTA、SEM、检测方法，研究制备催化剂的工艺参数的影响，并对催化剂的生成物相进行比较分析。研究表明：不同的制备方法对催化剂的生成物相有很大的影响，柠檬酸溶胶-凝胶法、沉淀法、浸渍法三种方法比较，柠檬酸溶胶凝胶法.浸渍法生成物相高温稳定性较好。CexZryLazOm催化剂生成物相为类Ce0.5Zr0.5O2连续固溶体，La的量应小于0.3才有类CexZryOm的固溶体产生。CuO/CexZryLazOm催化剂Cu量增加，Zr量减少会使催化剂易烧结。CuO/AL2O3/CexZryLazOm.催化剂AL2O3的晶化温度对催化剂的晶化温度和生成晶相有很大的影响。催化剂涂覆到多孔陶瓷载体时，涂覆的胶量和水量以及干燥的方式对涂覆效果都有很大的影响。

目录

文摘

英文文摘

1 绪论

1.1 催化燃烧

1.1.1 催化燃烧的原理

1.1.2 催化燃烧国内外研究进展

1.2 稀土天然气催化剂

1.3 本文研究的主要内容及应用

2 实验原理及检测方法

2.1 实验原理及方法

2.1.1 共沉淀法

2.1.2 溶胶-凝胶(Sol-Gel)法(铝溶胶和柠檬酸溶胶)

2.1.3 浸渍法

2.1.4 催化剂浸渍涂覆实验

2.2 检测方法

2.3 实验设备

3 Ce-Zr-La-O催化剂的制备工艺及影响因素

3.1 引言

3.2 实验部分

3.2.1 实验原料

3.2.2 催化剂制备

3.3 实验结果

3.3.1 柠檬酸法

3.3.2 共沉淀法

3.4 结论

4 CuO/Ce-Zr-La-O催化剂的制备工艺及影响因素

4.1 引言

4.2 实验部分

4.2.1 实验原料

4.2.2 催化剂制备

4.3 实验结果

4.3.1 柠檬酸法

4.3.2 共沉淀法

4.3.3 浸渍法

4.4 结论

5 CuO/Al2O3/Ce-Zr-La-O整体催化剂制备工艺及影响因素

5.1 引言

5.2 实验部分

5.2.1 实验原料

5.2.2 催化剂制备

5.3 实验结果

5.3.1 SOL-GEL法制备氧化铝溶胶凝胶溶液的影响因素

5.3.2 催化剂/堇青石多孔陶瓷炉盘的涂覆效果影响因素分析

5.3.3 焙烧温度对催化剂生成物相的影响

5.3.4 整体催化剂成品

5.4 结论

6 结 论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢