沸石的晶粒度對乙炔選擇催化還NO-,x-的影響.pdf

1、稀薄燃燒技術(shù)具有提高燃料利用率，改善燃料經(jīng)濟性，降低CO、碳氫化合物等有害物質(zhì)以及溫室氣體CO<,2>的排放量等優(yōu)點。在稀薄燃燒條件下，以碳氫化合物為還原劑的選擇催化還原氮氧化物技術(shù)最具應(yīng)用前景。因此，以烴為還原劑在稀燃發(fā)動機和柴油機自然排氣溫度附近高選擇性的還原消除其中的NO<,x>是世界矚目的研究課題。本課題研究了富氧條件下在HZSM-5上乙炔選擇催化還原NO<,x>的粒徑效應(yīng)，并希望能為貧燃發(fā)動機和柴油機尾氣中NO<,x>的實用消

2、除提供依據(jù)。 論文研究了在不同還原劑上C<,2>H<,2>選擇催化還原NO的活性以納米晶粒的HZSM-5為例，與C<,2>H<,2>保持相同碳濃度的CH<,4>和C<,3>H<,6>分別為還原劑時，300℃下NO<,x>的消除率分別為1.5％和10.7％，此溫度下C<,2>H<,2>做還原劑時NO<,x>的消除率為76％。該結(jié)果進一步表明與CH<,4>、C<,3>H<,6>相比，C<,2>H<,2>作為還原劑具有更大的潛在應(yīng)用優(yōu)

3、勢。 論文考察了Na<'+>對C<,2>H<,2>選擇催化還原NO的活性影響。不論SCR反應(yīng)活性還是NO氧化活性，隨著負載的Na<'+>含量的增加，催化劑的反應(yīng)活性都在降低。當(dāng)以Na-ZSM-5為催化劑時，以上兩種反應(yīng)均無活性。這表明酸性位在SCR反應(yīng)中起著至關(guān)重要的作用。論文還考察了Na<'+>含量對NO<,2>吸附速率的影響。并發(fā)現(xiàn)對NO<,2>吸附慢的催化劑SCR活性也差。 論文發(fā)現(xiàn)納米HZSM-5的NO<,x>選

4、擇催化還原消除活性遠大于相應(yīng)的微晶樣品。并且二者在NO氧化活性反應(yīng)的比較中也有相同的結(jié)果。論文對微晶和納晶HZSM-5活性差異原因進行了詳細的討論，并給予了新的解釋。首先，從NH<,3>-TPD和FTIR表征結(jié)果看，微晶HZSM-5的酸量比納晶的多。排除了酸量因素之后，確定晶內(nèi)擴散應(yīng)為二者活性差異產(chǎn)生的原因。從還原劑的吸附結(jié)果來看，二者吸附乙炔的速率幾乎相同，因此排除了C<,2>H<,2>晶內(nèi)擴散的因素。從NO<,2>吸附實驗和FTIR

5、上NO<,2>吸附實驗結(jié)果來看，NO<,2>在納晶上的吸附速率要快于在微晶上的速率。因此本文認為納晶與微晶的活性差異是來自于對于NO<,2>的吸附速率的不同。即，由NO氧化生成的NO<,2>吸附在沸石分子篩的孔道中，阻礙了反應(yīng)物分子的晶內(nèi)擴散，并且微晶的阻礙作用要強于納晶的阻礙作用，進而導(dǎo)致二者的SCR活性和NO氧化活性產(chǎn)生了差異。 論文還對微晶和納晶HB分子篩的NO的乙炔選擇催化還原(C<,2>H<,2>-SCR)進行比較。與