《堇青石基Cu-SAPO-34原位製備及其柴油機脫NOx的研究》是依託太原理工大學，由王建成擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：堇青石基Cu-SAPO-34原位製備及其柴油機脫NOx的研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：王建成
- 依託單位：太原理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
柴油機具有優良的動力性和經濟性，是機動車發展的一個主流方向。柴油車排放出的氮氧化物和顆粒物已成為大氣污染的主要源頭之一。開發滿足柴油機車工況下（不同尾氣溫度、富氧、濕熱氣氛）有效脫除NOx的催化劑的研究是目前環境催化領域的一個熱點和難點問題。本項目提出利用水熱合成法一步合成蜂窩狀堇青石基CuO-SAPO-34催化劑，用於柴油機車脫硝。研究工作主要是圍繞整體式催化劑的製備和催化劑活性評價過程中的各種影響因素、內在關聯和作用機理進行考察。首先是金屬鹽和分子篩前驅體的篩選，水熱法製備條件的選擇。在固定床反應裝置上模擬柴油機車尾氣進行脫硝實驗，選擇出脫硝性能優越的催化劑。然後考察製備條件對催化劑物化性質和脫硝活性的影響，揭示堇青石基Cu-SAPO-34整體式催化劑的脫硝機理。通過上述研究，以期實現環境友好的原位水熱合成法製備整體催化劑的技術路線，為柴油機車脫硝催化劑的製備和過程最佳化提供理論基礎。
結題摘要
利用一步水熱合成法成功地製備了蜂窩狀堇青石基Cu-SAPO-34催化劑。研究了原位水熱合成法的原料和操作參數與整體催化劑表面特徵性能間的關係；揭示了影響催化劑脫硝活性、選擇性、穩定性的各因素之間的內在關聯；並深入探討了HF在Cu-SAPO-34/堇青石製備過程中的作用機理和其對脫除NOx的行為影響。最佳化了製備過程中分子篩母液的矽鋁比和HF含量，並對催化劑樣品的脫硝性能和抗老化性能進行了評價。結果表明：Cu-SAPO-34/堇青石整體式催化劑的製備過程中添加的適量HF可縮短催化劑的晶化時間（從無HF時的7 d縮短至12-36 h），促進分子篩晶粒的生長和分散，穩定分子篩結構及表面Cu中的Cu+/Cu2+，增大樣品的比表面積和比孔容，進而使新鮮催化劑和老化後催化劑均顯示出優良的NOx-SCR催化活性。在催化劑製備過程中，當n(HF)/n(Al2O3)介於0.01-0.03範圍內時最佳，n(SiO2)/n(Al2O3)的最優範圍為0.3-0.7。新鮮催化劑及老化樣品的NOx轉化率在95%以上的活性溫度視窗分別為320-580℃和340-480℃。依託青年科學基金研究結果，發表和接受SCI收錄論文4篇；申請國家發明專利2項，1項已授權；課題負責人被評為了“山西省高校優秀青年學術帶頭人”。在本基金研究經歷的基礎上，針對煤轉化中汞的脫除，課題負責人在2012年申請到了國家自然科學基金面上項目。
