二氧化钛改性活性炭纤维复合材料构建及C-Ti间相互作用对低温脱除NOX性能的影响研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:21902173
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:22.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:B0202.催化化学
- 结题年份:2022
- 批准年份:2019
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2020-01-01 至2022-12-31
- 项目参与者:--
- 关键词:
项目摘要
Ultra-low emission of flue gas pollutants in iron and steel industry is the main theme of current environmental governance, of which ultra-low emission of NOx is the biggest difficulty. At present, denitration catalysts at low temperature often suffer from high activity temperature, poor stability and low ability to resistance of H2O and SO2. This project innovatively proposed the coupling use of carbon and metal oxides materials to prepare composite carrier, owing to there are many distinctive characteristics of ACF, such as larger specific surface area and a variety of surface functional groups, surface morphology control easily. In addition, TiO2 has a good SO2 resistance, which can be partially reduced to form oxygen vacancies to improve oxidation performance and TiO2 is also a weakly acidic substance, which can improve the surface acidity of the catalyst and thus facilitate the adsorption and activation of the reactants. Finally, TiO2 modified ACF as a composite carrier to prepare a wide temperature window and excellent H2O and SO2 durability catalyst. The core of the project is to reveal the interaction between Ti and C, and to understand the relationship between the formation of C-Ti bonds and the microstructure, surface properties and catalytic properties of the modified catalysts; the chemical nature of the synergism of C-Ti bonds and the effect on the adsorption and activation of NH3 and NO; the interaction between Ti and C on improving the performance of catalysts against H2O and SO2 and elucidating the mechanism of SCR reaction on composite catalysts. The results will provide a theoretical and scientific basis for the design of new environmental catalytic materials.
钢铁行业烟气污染物超低排放是目前环境治理的主旋律,其中NOx超低排放是最大难点。针对目前低温脱硝催化剂普遍存在活性温度偏高、稳定性差和抗H2O和SO2能力低等问题,本项目创新性提出使用碳和金属氧化物耦合制备复合型载体,即利用活性炭纤维(ACF)独特的物化性质(比表面大、官能团丰富、表面形态易控制)、TiO2良好的抗硫性和表面酸性以及可被部分还原形成氧空位利于反应物分子的吸附与活化的优点,制备以TiO2改性ACF作为复合载体的宽温度窗口抗H2O和SO2型低温脱硝催化剂。本项目创新性在于揭示C与Ti的相互作用,认识C-Ti键的形成与催化剂微观结构、表面性质与催化性能之间的关系;C-Ti键协同作用的化学本质以及对NH3和NO吸附和活化的影响机制;C与Ti的耦合作用提高催化剂抗H2O和SO2性能的内在机理。研究结果将为新型环境催化材料设计提供理论基础和科学依据。
结项摘要
钢铁行业烟气污染物NOx超低排放是环境治理的难点。针对常规脱硝催化剂普遍存在活性温度偏高、稳定性差的问题,本项目从载体优化角度提出使用有机和无机材料耦合制备复合型载体,利用活性炭纤维(ACF)独特的物化性质以及TiO2良好的抗硫性和表面酸性,制备了以TiO2改性ACF作为复合载体的抗H2O和SO2型中低温脱硝催化剂。系统研究了C与Ti的相互作用与催化剂微观结构、表面性质与催化性能之间的关系;C与Ti相互作用的化学本质以及对NH3和NO吸附和活化的影响规律。研究结果发现TiO2改性可有效提高ACF基催化剂低温脱硝活性,TiO2改性对于催化剂体相和表面均有修饰作用。TiO2作为一种弱酸性及可还原性的氧化物,提高了催化剂的表面酸性和氧化还原性,以及NH3的吸附和氧化,从而促进低温脱硝活性。本项目的研究结果为低温脱硝催化剂的定向、理性设计提供理论支持。
项目成果
期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
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