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NO在贵金属Pt和Pd修饰的TiO2上的光催化氧化性能实验研究

作　者: 宋淑贞
导　师: 刘越
学　校: 浙江大学
专　业: 环境工程
关键词: TiO2 光催化氧化 NO 贵金属 TNTs
分类号: X701
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


TiO2光催化氧化NO技术具有反应条件温和、能耗低、不产生二次污染等优点,在NOx控制方面具有很好的应用前景。文本主要针对贵金属铂和钯改性的TiO2光催化氧化NO进行了系统的实验研究,着重考察了制备条件对Pt/TiO2和Pd/TiO2催化剂的影响,获得最优的工艺制备条件,并通过XRD、XPS、TPD和PL等表征手段分析了制备条件对催化剂活性的影响机理。最后,为了进一步的提高TiO2的光催化效率,本文制备了表面结构更优的钛纳米管(TNTs)光催化剂,并考察了贵金属改性对TNTs光催化氧化NO的影响。首先,采用沉积沉淀法在不同的pH值下制备了一批Pt负载的TiO2光催化剂,考察了pH值对Pt/TiO2催化剂的理化性质及光催化氧化NO活性的影响,得到了最佳pH值制备条件。研究结果表明当pH值在7附近时所制备的催化剂的活性是最高的。另外,我们还考察了不同沉淀剂对催化剂的影响,结果显示用氨水做沉淀剂时制备的催化剂的光催化氧化NO活性要比用NaOH做沉淀剂制备的催化剂略有提高。其次,采用浸渍法制备了钯(Pd)改性的二氧化钛,重点考察了钯源和焙烧温度对Pd/TiO2催化剂的物化性质及光催化氧化NO活性的影响,并得出最佳的制备条件。研究结果表明,经过钯改性之后催化剂的活性有了很大的提高,并且焙烧温度对催化剂活性有较大影响,焙烧温度不同可以导致催化剂的晶型组成、钯的氧化状态以及对NO的吸附性能发生改变,进而影响催化剂活性。最后,采用强碱水热法制备了钛纳米管,并用钯进行了改性,考察了焙烧温度、改性方法、钯的掺杂浓度对Pd/TNTs催化剂的晶型、微观形貌及光催化氧化NO活性的影响。研究结果表明最佳的煅烧温度是400℃,最佳的改性方法是利用氯化钯溶液对TNTs-0进行浸渍后再煅烧,最佳的掺杂浓度为0.02%。

全文目录


致谢  5-6
摘要  6-7
Abstract  7-9
图表清单  9-15
1 绪论  15-19
  1.1 NO_x的污染现状  15-16
  1.2 NO_x的控制技术现状  16-18
  1.3 研究目标与内容  18-19
    1.3.1 研究目标  18
    1.3.2 研究内容  18-19
2. 文献综述  19-29
  2.1 NO氧化技术研究现状  19-22
    2.1.1 NO直接氧化法  19-21
    2.1.2 NO催化氧化法  21-22
  2.2 光催化氧化NO的研究进展  22-28
    2.2.1 光催化氧化NO的机理研究  22-24
    2.2.2 TiO_2光催化剂的制备和改性  24-28
  2.4 小结与展望  28-29
3 实验装置与实验方法  29-35
  3.1 实验仪器和实验材料  29-30
    3.1.1 实验材料  29
    3.1.2 实验仪器  29-30
  3.2 催化材料的表征  30-32
    3.2.1 X-射线衍射  30-31
    3.2.2 扫描电镜  31
    3.2.3 透射电镜  31
    3.2.4 X-射线光电子能谱  31
    3.2.5 比表面积-孔结构测定  31
    3.2.6 紫外可见漫反射光谱  31-32
    3.2.7 光致发光光谱  32
    3.2.8 TPD  32
  3.3 催化剂活性测试  32-35
    3.3.1 催化剂的负载  32
    3.3.2 活性测试装置  32-33
    3.3.3 催化剂活性的评判指标  33-35
4 贵金属铂改性的TiO_2光催化剂的制备及其氧化NO实验研究  35-44
  4.1 催化剂的制备  35
  4.2 pH值对催化剂的影响  35-42
    4.2.1 催化剂的表征  36-41
    4.2.2 催化剂活性测试  41-42
  4.3 沉淀剂对催化剂的影响  42-43
  4.4 本章小结  43-44
5 贵金属钯改性的TiO_2光催化剂的制备及其氧化NO实验研究  44-53
  5.1 催化剂的制备  44
  5.2 钯改性TiO_2光催化氧化NO过程研究  44-46
  5.3 钯源类型对光催化剂活性的影响  46-49
  5.4 焙烧温度对光催化剂活性的影响  49-52
    5.4.1 催化剂表征  49-51
    5.4.2 催化剂活性测试  51-52
  5.5 本章小结  52-53
6 贵金属钯改性TiO_2基纳米管的制备及其氧化NO的实验研究  53-66
  6.1 催化剂的制备  53-54
  6.2 TNTs光催化氧化NO的研究  54-59
    6.2.1 TNTs-400吸附性的研究  54-55
    6.2.2 焙烧温度对钛纳米管光催化氧化NO性能的影响  55-59
  6.3 贵金属钯改性的TNTs光催化氧化NO的研究  59-65
    6.3.1 钯的不同改性方法对催化剂活性的影响  59-62
    6.3.2 焙烧温度对催化剂活性的影响  62-64
    6.3.3 钯添加量对催化剂活性的影响  64-65
  6.4 本章小结  65-66
7 结论与建议  66-68
  7.1 主要结论  66-67
  7.2 主要建议  67-68
参考文献  68-75
作者简介  75
攻读硕士学位期间成果  75

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中图分类: > 环境科学、安全科学 > 废物处理与综合利用 > 一般性问题 > 废气的处理与利用
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