錳基氧化物制備及其選擇催化氧化氨性能研究.pdf

1、碩士學(xué)位論文錳基氧化物制備及其選擇催化氧化氨性能研究PreparationofManganese—basedOxidesanditsPropertiesontheSelectiveCatalyticOxidationofAmmonia學(xué)號(hào)：21218068完成日期：2Q15二Q壘二3Q大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要氨氣(ammonia，NH3)是一種典型的有毒工業(yè)廢氣，會(huì)

2、對(duì)人體健康和生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的危害。因此，近年來(lái)對(duì)氨的控制和治理引起了人們的廣泛關(guān)注。目前存在的氨處理技術(shù)有很多，選擇性催化氧化法因其高效、快捷、無(wú)二次污染等特點(diǎn)，成為了消除含氨廢氣的首選。貴金屬催化劑雖表現(xiàn)出良好的低溫活性，但價(jià)格昂貴、N2選擇性低；過(guò)渡金屬催化劑雖價(jià)格低廉，有很好的N2選擇性，但完全轉(zhuǎn)化溫度高，耗能大，不利于工業(yè)應(yīng)用。本論文通過(guò)采用不同合成方法制備錳基氧化物催化劑并測(cè)試其氨氧化活性，并通過(guò)考察催化劑結(jié)構(gòu)性質(zhì)，研究結(jié)構(gòu)

3、與活性間的關(guān)系。主要研究如下：1采用沉淀法合成MnCe復(fù)合氧化物催化劑并對(duì)其進(jìn)行氨選擇性催化氧化性能研究。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：以n(urea)／n(MnCe)=10：1的尿素作為沉淀劑，經(jīng)4000C焙燒得到的n(Mn)：n(Ce)為4：1的MnCe復(fù)合氧化物表現(xiàn)出較優(yōu)的氨氧化活性，在2000C即實(shí)現(xiàn)了氨的完全轉(zhuǎn)化。2采用水熱沉淀法合成MnCe復(fù)合氧化物催化劑并對(duì)其進(jìn)行氨選擇性催化氧化性能研究。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：對(duì)沉淀過(guò)程中的錳源以及反應(yīng)溫度、壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)

4、，可明顯影響催化劑的氨氧化性能。以Mn2和Mn04。同時(shí)為錳源，在1400C水熱條件下合成的MnCe復(fù)合氧化物表現(xiàn)出更好的氨氧化活性，在1800C即能實(shí)現(xiàn)氨的完全轉(zhuǎn)化。結(jié)合表征結(jié)果發(fā)現(xiàn)：水熱沉淀法中引入KMnO。，可提高M(jìn)nCe復(fù)合氧化物的比表面積，促使Mn4進(jìn)入Ce02立方螢石結(jié)構(gòu)中形成MnCe0固溶體，促進(jìn)氧的流動(dòng)，從而提高催化劑的氧化還原能力，提高其氨氧化性能。3采用水熱沉淀法合成純錳氧化物催化劑并對(duì)其進(jìn)行氨選擇性催化氧化性能研究

5、。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：水熱沉淀法合成的Mn02(UH)催化劑在1700C即可實(shí)現(xiàn)氨的完全轉(zhuǎn)化，N2選擇性為49％。并通過(guò)與水熱法合成的Mn02(H)催化劑以及商業(yè)Mn02進(jìn)行對(duì)比研究，結(jié)合XRD、BET、H2一TPR、SEM、XPS、NH3TPD結(jié)果可知，合成過(guò)程中加入一定量的尿素可以對(duì)催化劑結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)變，使催化劑顆粒均勻分散且尺寸減小，并在保持cc—Mn02晶相不變的情況下實(shí)現(xiàn)了催化劑形貌從納米棒到納米片的轉(zhuǎn)變，大量納米片又進(jìn)一步交叉聚集形成花