TiO2-B对脱硝催化剂热稳定性作用机制的研究任务书

 2022-03-29 07:03

1. 1. 毕业设计(论文)的内容、要求、设计方案、规划等

钒钛化合物的催化性能与其组成之一的氧化钛的结构密切相关。自然界中的氧化钛分三种常规晶型:锐钛矿、板钛矿和金红石,其中金红石为氧化钛的稳相,锐钛矿和板钛矿为介稳相。在高温热处理过程中,锐钛矿和板钛矿最终转变成金红石。不同晶型的氧化钛与氧化钒复合后的催化性能差别较大。一般情况下,以介稳相锐钛矿型氧化钛的钒钛化合物性能最佳。但是,在材料的制备或者应用过程中,材料往往需要面临高温环境,这容易导致钒钛化合物中的氧化钛出现转晶现象,生成金红石型氧化钛。而氧化钒易与金红石型氧化钛形成固溶体,显著降低钒钛化合物的催化性能另外,氧化钒本身也会促进氧化钛发生转晶,以致钒钛化合物中金红石型氧化钛的生成温度低于常规的氧化钛,进一步加剧钒钛化合物催化性能的下降。目前,大量的工作集中在如何解决钒钛化合物的稳定性差以保持其高性能的问题上。普遍的做法是引入结构助剂(钨、钼、铝、硅、钾等)来提高金红石型氧化钛的生成温度。结构助剂的添加虽然在一定程度上可以缓解锐钛矿型氧化钛转成金红石型氧化钛,但是也存在一系列的问题。例如,一些结构助剂对于氧化钒的分散状态影响较大,这容易造成钒钛化合物的催化性能大幅度下降;另外,例如在用于脱硝反应中的钒钛化合物,氧化钨或者氧化钼作为结构助剂,其使用量达到往往是化合物中氧化钒用量的8-10倍,这导致钒钛化合物的成本显著提升因此,如何能够提高钒钛化合物稳定性的同时又保持其良好的性能,仍然是业界关注的焦点。

通过对比以有无TiO2-B的TiO2为载体的脱硝催化剂的热稳定性,明确TiO2-B在脱硝催化剂热稳定性中作用机制,为开发高热稳定性脱硝催化剂提供理论基础。

2. 参考文献(不低于12篇)

[1] Weckhuysen BM, Keller DE (2003) Catalysis Today 78:25

[2] Wachs IE, Weckhuysen BM (1997) Appl Catal A Gen 157:67

[3] Saleh RY, Wachs IE, Chan SS, Chersich CC (1986) Journal of Catalysis 98:102

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