多组分气体红外在线定量分析方法及应用

摘要

傅立叶红外分析技术具有灵敏度高，精确度高，重复性好等特点。对于气体定量分析领域，红外光谱的定量分析过程及气相组分标定直接影响着分析过程的可靠性，一定程度决定了相关研究的发展水平。本文中建立了多组分气体定量分析方法，并在机动车尾气催化剂的NOx存储还原性能研究中成功应用。
　　 在定量分析方法的建立过程中，不断细化各个组分的定量分析区间，通过基线校正，温度校正，压力校正，非线性校正，组分间相互作用校正的方法大大提高了各组分的测量精度，其中NO在有H2O(g)存在条件下的测量相对误差小于2％。可同时在线分析NO，NO2，N2O，NH3，CO，CO2，H2O(g)。
　　 将本文中的气体定量分析方法应用于催化剂的NOx存储还原性能的研究，实验考察内容包括动态“稀一富燃”测试、NOx-TPD和贵金属分散度，发现了一些新的实验现象并得到了可靠的研究结果。对于新鲜样品，贵金属Pt的分散度的大小排列顺序为Ba/Pt/Al＞Pt/Ba/Al＞(Pt+Ba)/Al；老化后Ba/Pt/Al型催化剂仍然具有相对较高的贵金属分散度。并且，Ba/Pt/Al型催化剂在NOx的存储还原过程中，NH3和N2O的生成量都相对较少，但是无论是在存储阶段还是在还原阶段，都伴随有少量N2O的生成。
　　 此定量分析方法虽着重于催化剂NOx存储还原性能研究中NOx组分的定量分析，但是当混合其中含有更多组分时，可以依据此定量分析方法的建立思路，明确各组分间存在的相互作用，优化各组分的细化定量区间，指导建立新的定量分析方法。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章文献综述

1.1气体污染的概述

1.2尾气控制技术

1.3尾气的定量分析

1.3.1红外光谱仪的介绍

1.3.2红外光谱的应用

1.3.3多组分气体定量分析

1.4气体定量方法的应用

1.5论文选题及解决的主要问题

第二章多组分气体定量方法的理论基础

2.1气体定量分析方法的数学模型

2.1.1简单气体定量分析方法理论

2.1.2多组分气体定量方法理论

2.1.3气体定量分析方法数学模型的校正

2.2温度和压力的影响

2.3小结

第三章多组分气体定量分析方法的建立与校验

3.1实验部分

3.1.1尾气定量分析装置

3.1.2实验条件与实验流程

3.1.3气体分析范围的确定

3.1.4标准谱图的采集

3.1.5定量方法的建立

3.2结果与讨论

3.2.1定量分析区间的选取

3.2.2标准曲线的制备

3.2.3定量分析方法的验证

3.2.4测量误差讨论

3.3小结

第四章气体定量方法在催化剂评价方面的应用

4.1催化剂样品的制备

4.1.1原料与试剂

4.1.2实验仪器

4.1.3样品制备

4.1.4样品的老化实验

4.2样品表征

4.2.1贵金属分散度的测定

4.2.2程序升温脱附(TPD)

4.3催化剂的性能评价实验

4.4实验结果

4.4.1程序升温脱附(TPD)

4.4.2贵金属分散度的测定

4.4.3催化剂的氮氧化物存储还原性能的评价

4.5分析结果与讨论

4.5.1 NOx的存储

4.5.2 N2O和NH3的生成

4.6小结

第五章结论与展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

致谢