富氧環(huán)境中氮氧化物和碳煙同時(shí)催化去除的微觀機(jī)理.pdf

1、本文對(duì)等離子體輔助La<,0.8>K<,0.2>MnO<,3>催化同時(shí)去除NO<,x>和soot進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究.研究表明,氧氣在等離子體區(qū)域產(chǎn)生的O自由基可在低溫下氧化碳煙;NO在等離子體區(qū)域會(huì)被分解,產(chǎn)生N<,2>,提高N<,2>的產(chǎn)率.碳煙的起燃溫度比無等離子體條件下的低.NO<,x>與碳煙之間的催化反應(yīng)在有無等離子體情況下都是NO<,x>和soot同時(shí)去除的主要途徑.為揭示和理解鈣鈦礦型催化劑表面反應(yīng)的本質(zhì)和詳細(xì)過程,本文對(duì)NO<

2、,x>和soot在LaCoO<,3>催化劑及其A位替代催化劑La<,1-x>K<,x>CoO<,3-λ>上的同時(shí)去除的微觀機(jī)理進(jìn)行了研究.本文提出了NO<,x>和soot在La-K-Co系列催化劑上反應(yīng)的微觀機(jī)理模型,認(rèn)為NO<,x>和soot在La-K-Co催化劑上的同時(shí)去除過程遵循Langmuir-Hinshelwood機(jī)制,C在NO<,x>-O<,2>-soot-catalyst三相接觸點(diǎn)氧化是反應(yīng)的觸發(fā)點(diǎn),C的反應(yīng)中間產(chǎn)物形成是

3、NO<,x>還原的必要條件,NO<,x>有利于C的氧化.活化能計(jì)算表明,NO、NO<,2>和O<,2>在催化劑表面的吸附需要一定的吸附能,但NO<,2>的活化吸附能最低;A位替代產(chǎn)生的橋位氧空位增加了吸附質(zhì)的化學(xué)吸附熱,但可以降低各種分解吸附反應(yīng)的活化能,使解離吸附后的各種反應(yīng)更容易發(fā)生,也能促進(jìn)碳的燃燒.通過對(duì)NO<,x>-O<,2>-Soot體系在LaCoO<,3> [100]晶面的催化反應(yīng)微觀過程的MonteCarlo模擬發(fā)現(xiàn),O

4、<'*>在催化劑表面的吸附比較活躍,并且隨著氧氣濃度增加,O<'*>表面覆蓋度和催化劑表面總覆蓋度都增加;N<'*>和CO<'*>表面覆蓋度基本相當(dāng),且都隨氧氣濃度增加有下降趨勢;催化劑表面上吸附的NO<'*>很少;表面催化反應(yīng)在單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的CO<,2>和N<,2>分子數(shù)受氧氣濃度影響較大,CO<,2>的產(chǎn)率隨氧氣濃度增加而增加,N<,2>產(chǎn)率隨氧氣濃度值增大而減小.La<,1-x>K<,x>CoO<,3-λ>催化劑上的微觀化學(xué)反應(yīng)