《非熱電漿協同低溫定量催化氧化NO研究》是依託昆明理工大學，由唐曉龍擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：非熱電漿協同低溫定量催化氧化NO研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：唐曉龍
- 依託單位：昆明理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
氮氧化物污染所引起的環境問題日益突出，非熱電漿（NTP）協同催化技術是目前大氣污染控制領域的熱點課題之一。本研究擬通過NTP協同選擇性催化氧化（SCO）技術，以NO低溫定量催化氧化為研究目標，併兼顧抗硫、水中毒性能，使SCO技術更具實用前景。同時，系統考察NTP協同條件下NO吸附及催化氧化特性，為NTP協同催化機理研究建立數據儲備，並提出初步的協同反應機理。NO氧化為NO2不僅是SCO技術的關鍵步驟，同樣也是SCR技術和吸附儲存-還原（NSR）技術的關鍵步驟，因此對NTP協同催化機理的認識在脫硝技術研究中有著良好的套用接口和借鑑價值，只有正確理解NTP協同條件下的催化反應歷程及活性物種的變化特性，才能保證NTP協同催化技術的可控性和產物選擇性，並對催化劑製備提供理論指導。
結題摘要
氮氧化物（NOX）污染所引起的光化學煙霧、酸雨等環境問題日益突出，環境形勢日益嚴峻。非熱電漿（NTP）協同催化技術是目前大氣污染控制領域的熱點課題之一。本研究通過NTP協同選擇性催化氧化（SCO）技術，兼顧抗硫、水中毒性能，使SCO技術更具實用前景。同時，系統考察NTP協同條件下NO吸附及催化氧化特性，為NTP協同催化機理研究建立數據儲備，並提出初步的協同反應機理。本課題主要的研究內容及研究結果如下： 負載型和非負載型催化劑低溫催化氧化NO：結果表明，負載型催化劑的活性較低，而非負載型催化劑顯示出了較好的低溫活性。其中，採用液相共沉法製備的Mn-Fe催化劑對NO的催化氧化效率在100℃時為91%。實驗結果顯示電漿協同催化氧化NO的活性有明顯提高，且NO和SO2在碳材料上的吸附均屬於物理吸附。 非熱電漿協同條件下氣體活化特性研究：電漿的作用會促進NO的分解，並且隨著電壓的增大，NO的分解率也增大；同時會使N2和O2反應生成NO2，且隨著電壓的增加NO2的量逐漸增多，當電壓大於50v後NO2逐漸分解。實驗考察了NTP協同催化脫除NO影響因素，對於同軸圓柱式DBD反應器，存在最佳的放電間隙、最佳放電長度、最佳材料等，以使DBD反應器在相同電壓條件下獲得最大的放電能量和NO轉化率。 低溫電漿改性催化劑技術用於催化氧化NO：研究表明，NTP改性後的催化劑具有更高的催化活性，尤其在低溫時，同時，催化劑的活性視窗也有所拓寬，並且可以提高催化劑的穩定性；經氮氣、空氣和氧氣電漿改性後的催化劑的NO催化氧化活性均比未改性的Mn-Co-Ox高。且電壓為7kV時改性後的催化劑效果最好，而催化劑的活性隨著處理時間的增加呈現先上升後下降的趨勢。 NTP協同催化氧化NO機理分析研究表明：在電漿反應器中放電產生的高能電子與煙氣中的氣體分子發生碰撞，產生有利於NO氧化的強氧化性自由基和激發態氧原子；隨後，激發態氧原子和自由基源物質及煙氣分子的碰撞產生更多的活性自由基；O3等二次自由基生成致使煙氣中NO被其高效氧化。在固定床反應器中，NO是以氣相分子形式參與反應，發生氧化反應生成NO2。在電漿反應器中，高能量的電子和燃料氣體成的碰撞，產生強氧化性自由基和激發態氧原子，然後他們與燃料氣體發生分子碰撞產生更多的活性自由基。最後，NO被以上自由基有效地氧化。
