la0.7sr0.3co1xfexo3稀土鈣鈦礦氧化物nox儲存及抗硫性能研究

1、天津大學碩士學位論文L a o ．7 S r o ．3 C 0 1 ．x F e x 0 3 稀土鈣鈦礦氮氧化物阱N O x 儲存及抗硫性能研究S t u d y o n t h e N O x S t o r a g e a n d S u l f u rR e s i s t a n c e o f t h e R a r e - ．E a r t hC o n t a i n i n gL a o ．7 S r o ．3 C 0

2、1 ．x F e x 0 3P e r o v s k i t e —t y p eN O xT r a p s( 申請碩士學付)學科專業(yè)：工業(yè)催化研究生：王紹增指導教師：李新剛副教授天津大學化工學院二零一零年六月摘要首先采用溶膠一凝膠法制備不同溶膠p H 值( p H = 4 ．6 和9 ) 的催化劑前軀體，并分別采用馬弗爐和管式爐兩種不同焙燒方法制備了L a o ．7 S r o ．3 C 0 1 ．x F e 。0 3 ( X _

3、 0 ，0 ．2 )系列樣品，發(fā)現(xiàn)F e 元素的加入使鈣鈦礦團聚程度增加，比表面積下降，樣品中S r C 0 3 的生成量減少。對于L a o ．7 S r o ．3 C o o ．8 F e o ．2 0 3 樣品，使用管式爐焙燒的p H = 9樣品，形成的顆粒均勻，直徑在4 0 ～8 0 n m 左右，擁有最大的比表面積( 2 1 ．9m 2 ／g ) 、較完整鈣鈦礦物相結(jié)構(gòu)，S r C 0 3 的生成量進一步下降，具有較好的N O

4、 x 儲存性能和氧化性能。由于安全原因，通過T G ．D T A 實驗確定了一種先在馬弗爐3 0 0o C 預處理，再在管式爐焙燒的新的焙燒方法制備兩種不同p H 值的L a o ．7 S r o ．3 C o o ．8 F e o ．2 0 3 樣品。催化劑X R D 和S E M 結(jié)果顯示，新焙燒方法制備的樣品有較大的比表面積和較好的顆粒形貌，直徑在8 0 n m 左右，S r C 0 3 的生成量較少。儲存實驗中發(fā)現(xiàn)兩種樣品均有較

5、高的N O 。儲存量以及N O 轉(zhuǎn)化率，其中p H = 9 的樣品N S C 值最大( 3 7 8p m o l ／g ) ，其N O 轉(zhuǎn)化率也最大( 6 9 ．8 ％) 。經(jīng)s 0 2 預處理后，兩種樣品的顆粒形貌均未見顯著變化，N S C 也沒有明顯的下降，表現(xiàn)出良好的抗硫性能，其中p H = 9 樣品N O 轉(zhuǎn)化率硫化前后基本保持不變。結(jié)合F T - I R 、H 2 ．T P R 、0 2 ．T P D及X P S 等分析手段得

6、到如下結(jié)果：新方法制備的催化劑中形成的碳酸鹽很少，N O x 主要以體相硝酸鹽的形式( 只有在1 3 8 0c m o 的紅外振動峰) 儲存于鈣鈦礦相的表面，硫化后，只形成了少量的體相硫酸鹽，催化劑體相儲存活性位保持完好，使其硫化后依然擁有較大的儲存量以及較高的N O 轉(zhuǎn)化率。最后對p H = 9 的樣品進行不同比例的F e 取代且對F e = 0 ．2 樣品進行深度硫化，發(fā)現(xiàn)隨著F e 取代比例的增加，其N S C 值下降，當F e

7、取代比例大于或等于0 ．2時，催化劑的就擁有較強的抗硫能力。F e = 0 ．2 樣品深度硫化后，其鈣鈦礦結(jié)構(gòu)遭到不同程度的破壞，硫物種與催化劑活性位發(fā)生作用，使其中毒失活，導致樣品在深度硫化后N O 轉(zhuǎn)化率和N O 。儲存量都產(chǎn)生大幅下降。這可能是由于N o x 在鈣鈦礦催化劑表面儲存過程屬于“氣一固”相反應，N O 。的主要儲存活性中心存在于鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的表面而非體相，長期暴露在S 0 2 ／0 2 氣氛下，會造成鈣鈦礦表面遭到嚴重的