预混合滞止燃烧合成纳米复合金属氧化物催化还原NOx的基础研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51176118
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    62.0万
  • 负责人：
    林赫
  • 依托单位：
    上海交通大学
  • 学科分类：
    E0604.燃烧学
  • 结题年份：
    2015
  • 批准年份：
    2011
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2012-01-01 至2015-12-31

项目摘要

燃烧优化结合SCR是柴油机NOx排放满足未来严格排放法规的最佳技术方案，但目前的SCR催化剂低温（<250℃）活性较差。本课题提出发展在150-550℃宽温度窗口具有高活性和高选择性的新型SCR催化剂的设想，并从催化剂设计和制备方法两方面提出解决方案：（1）将预混合滞止燃烧技术应用于SCR催化剂制备，合成比表面积大、活性高的纳米催化剂；（2）根据第一过渡系金属氧化物催化活性和选择性的不同温度特性，采用优势互补的方法设计在宽温度窗口具有高活性-高选择性的纳米Ti-基复合金氧化物催化剂。本课题将针对如下科学问题开展研究：（1）预混合燃烧参数对纳米催化剂物理化学结构和催化性能的影响规律；（2）Ti-Mn-Fe（V）复合金属氧化物催化还原NOx的微观反应机理以及催化剂抗硫中毒机制。本课题探索合成宽温度窗口高效SCR催化剂的新方法和相关理论，对发展新一代柴油机SCR技术具有重要意义。

结项摘要

SCR技术的研究重点为催化剂，传统的商业催化剂为负载在TiO2上的V2O5-WO3，在300-400°C温度窗口，该催化剂获得80%以上的NOx转化效率。但实际应用也需要SCR系统能够在低温下高效运行，如大型船舶的SCR系统安置于增压器后面和电厂把SCR反应器布置在烟气除尘和脱硫装置后面的场合，以及重型柴油车运行在怠速和冷启动的工况。因此，开发在低温下具有高活性的NH3-SCR催化剂成为国内外研究的热点。.综合比较了分别以过渡金属Mn、V、Fe、Zr、Co、Cr、Cu的氧化物以及以镧系金属Ce、La的氧化物作为活性组分合成的纳米Ti0.9M0.1O2-δ催化剂NOx去除效率以及N2和N2O的选择性。Ti0.9Ce0.05V0.05O2-δ催化剂具有最宽的活性温度窗口，且其N2选择性较高，N2O生成量较少。通过对Ti0.9Ce0.05V0.05O2-δ催化剂进行in situ DRIFTS实验研究提出了Ti0.9Ce0.05V0.05O2-δ催化剂上NH3选择性催化还原NOx在低温段（T < 250 ℃）主要遵循L-H机理以及在高温段（T > 250 ℃）主要遵循E-R机理。. 催化剂的低温转化效率随SiO2添加量的增多而逐渐下降，但350℃以后的高温活性却得到了一定的改善，催化剂的整体DeNOx活性窗口有右移的趋势。新型浸渍法制备的TiCe0.2W0.2催化剂具有最高的NO转化率和N2选择性，超过230℃的温度段活性都可保持在80%以上。.以Ti、V为活性组分，采用火焰合成法制备了Ti0.9V0.1O2-δ催化剂，研究了钒负载量、转盘转速、前驱物浓度等对制备的催化剂性能的影响，火焰合成法下制备的催化剂比表面积大，表面V富集、表面Brønsted酸量占优势，使该催化剂中低温性能优秀。另外火焰合成法制备的催化剂抗硫性能良好，NO转化效率在100ppmSO2中经过20个小时后仍稳定在80%左右。.将预混合滞止火焰燃烧技术应用于SCR催化剂合成，基本达到了预期目标，研究开发了适用于车用柴油机和船舶低速机的低温性能需求的纳米Ti-基复合金氧化物SCR催化剂，并对相关的基础科学问题进行了深入研究，项目研究对发展新一代柴油机SCR技术有重要意义。

项目成果

期刊论文数量（14）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（1）
专利数量（1）
SHS方法制备的锰铁系NH3-SCR催化剂的性能研究和机理分析
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    车用发动机
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    林赫;管斌;黄震;ZHU Lin;LIN He;GUAN Bin;HUANG Zhen (Key Laboratory
  • 通讯作者：
    HUANG Zhen (Key Laboratory
Review of state of the art technologies of selective catalytic reduction of NOx from diesel engine exhaust
选择性催化还原柴油机尾气中氮氧化物的最新技术综述
  • DOI：
    10.1016/j.applthermaleng.2014.02.021
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    Applied Thermal Engineering
  • 影响因子：
    6.4
  • 作者：
    Bin Guan;Reggie Zhan;He Lin;Zhen Huang
  • 通讯作者：
    Zhen Huang
Selective Catalytic Reduction of NOx with NH3 over Mn, Ce Substitution Ti0.9V0.1O2-delta Nanocomposites Catalysts Prepared by Self-Propagating High-Temperature Synthesis Method
自蔓延高温合成法制备Mn、Ce替代Ti0.9V0.1O2-delta纳米复合催化剂NH3选择性催化还原NOx
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2011
  • 期刊：
    Journal of Physical Chemistry C
  • 影响因子：
    3.7
  • 作者：
    Guan; Bin;Lin; He;Zhu; Lin;Huang; Zhen
  • 通讯作者：
    Zhen
TiCe0.2W0.2Ox型SCR催化剂涂覆方法研究
  • DOI：
    10.1017/s0033291720002974
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    TiCe0.2W0.2Ox型SCR催化剂涂覆方法研究
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    曹群海;林赫;管斌;陈婷
  • 通讯作者：
    陈婷
Solution combustion synthesis of Ti0.75Ce0.15Cu0.05W0.05O2d for low temperature selective catalytic reduction of NO
溶液燃烧合成Ti0.75Ce0.15Cu0.05W0.05O2d用于低温选择性催化还原NO
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    RSC Advances
  • 影响因子：
    3.9
  • 作者：
    Ting Chen;He Lin;Qunhai Cao;Zhen Huang
  • 通讯作者：
    Zhen Huang

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其他文献

等离子体辅助同时催化去除柴油机NOx和碳烟的试验研究（EI检索号：05419405977）
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  • 期刊：
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  • 作者：
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  • 通讯作者：
    黄震
层流预混乙烯火焰中碳烟颗粒物的粒径分布
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    燃烧科学与技术
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    孔德彧;林柏洋;顾晨;李若昕;管斌;林赫
  • 通讯作者：
    林赫
富氧环境中氮氧化物和碳烟同时催化去除的微观机理
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    博士后研究报告
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    林赫
  • 通讯作者：
    林赫
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一种高效多孔催化剂，可同时去除氮氧化物和柴油机烟灰
  • DOI：
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  • 作者：
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电场与Mn_xCe_y催化剂在苯氧化反应中的协同效应及机理探究
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  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    许得隽;闫瑞宁;李珂;李晓波;沈飞翔;林赫;黄震
  • 通讯作者：
    黄震

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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