【正文】 應用于笑氣分解的整體式催化劑的研究 參考文獻 [1] 張朝暉 , 呂錫武 , 齊玉平 . N2O大氣污染演變及源匯分布 [J]. 電力環(huán)境保護 , 2020, 2(1)： 2426. [2] 石明巖 , 呂錫武 , 稻森悠平 . N2O的環(huán)境效應及其防治技術(shù)的發(fā)展趨勢 [J]. 城市環(huán)境和城市生態(tài) , 2020, 15(5): 4547. [3] 高素華 , 潘亞茹 . 溫室效應對氣候和農(nóng)業(yè)的影響 [J]. 環(huán)境科學 , 1991, 12(2): 7376. [4] 辛洪川 , 劉長厚 , 張守臣等 . 負載型 La (2x)SrxCuO4催化分解 N2O的研究 [J].化學通報 , 2020, 11(2): 848853. [5] 孫娜 , 楊豐科 , 劉均洪 . 降低 N2O排放的己二酸尾氣處理技術(shù) [J]. 工業(yè)催化 , 2020, 11(6): 11. [6] Winter E R S. The deposition of nitrous oxide on the rareearth sesquioxides and related oxides [J]. J. Catal., 1969, 15: 144152. [7] Winter E R S. The deposition of nitrous oxide on metallic oxides PartⅡ [J]. ., 1970, 19: 3240. [8] Winter E R S. The deposition of N2O on oxide catalysts: Ⅲ . The effect of O2[J]. J. Catal., 1974, 34: 431439. [9] Tan S A, Grand B, Lambert M. The silvercatalysed deposition of N2O and the catalytic oxidation of ethylene by N2O over Ag(111) and Ag/αAl2O3[J]. J. Catal., 1987, 104: 156163. 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A: Chemical., 2020, 168: 173186. 應用于笑氣分解的整體式催化劑的研究 [18] PerezAlonso F J, Meli225。 （ 3）一步涂覆法中對于 FeBeta的整體式催化劑的制備宜選用鋁溶膠作為粘結(jié)劑，上膠量為 5%； 而對于 CoBeta的整體式催化劑的制備宜選用硅溶膠作為粘結(jié)劑，上膠量同樣為 5%。 應用于笑氣分解的整體式催化劑的研究 37 第 6 章 結(jié)論 本文首先基于 Beta、 MCM4 ZSM FER、 MOR等五種不同構(gòu)型沸石分子篩，應用液相離子交換法對其進行改性，制備出了 Fe、 Co兩種金屬離子改性的沸石分子篩。 第 5． 2 節(jié) 掃描電子顯微鏡（ SEM）表征 我們對 部分 的 整體式 分子篩催化劑進行了 SEM表征。 應用于笑氣分解的整體式催化劑的研究 27 第 5 章 分子篩催化劑的表征 為進一 步探索 整體式 分子篩催化劑的微觀特性， 我們對 部分 整體式 分子篩催化劑進行了 XRD和 SEM的 表征。 （ 3） 比較圖 4 49后 進一步 證實 了 上面的 結(jié)論 第 4． 3 節(jié) 兩 種不同涂覆方法的比較 我們發(fā)現(xiàn)應用一步法和兩步法 制 得 的 整體式催化劑在 活性 評價 上 并沒有 太大的 差別 ， 所以在這種情況下 我們重點 在 其 經(jīng)濟效益、制備難易程度 上 來 考慮二者的優(yōu)劣。 圖 44 從圖 44中得到： （ 1） 經(jīng)過 5%硅溶膠涂覆后負載量為 48%的 CoBEA堇青石 基整體式催化劑具有最優(yōu)的活性。 4． 2． 不同粘結(jié)劑不同上膠量的 FeBeta、 CoBeta堇青石基沸石分子篩整體式催化劑活性評價圖 圖43 從圖 43中得到： （ 1）經(jīng)過 5%鋁溶膠涂覆后負載量為 %的 FeBEA堇青石基整體式催化劑具有最優(yōu)的活性，其原因可能是由于負載的鋁溶膠與 FeBEA分子篩結(jié)合，形成了一定量的 B酸位，進而有利于 N2O的催化分解。 第 4． 1 節(jié) 應用兩步法制備的不同構(gòu)型不同改性離子的整體式催化劑 直接催化分解 N2O 實驗 本節(jié)中，我們針對 應用兩步法制備的 不同構(gòu)型的 整體式催化劑 在相同的實驗條件下進行 N2O的直接催化分解實驗，并對實 驗得到的數(shù)據(jù)從幾個方面進行了比較分析，得到相應的結(jié)論 。 應用于笑氣分解的整體式催化劑的研究 18 第 4 章 整體式 分子篩催化劑的性能評價 本章實驗中，我們首先對應用兩步法制備的經(jīng)過 Co、 Fe離子改性 的 Beta、ZSM MCM4 MOR、 FER整體式催化劑共 10種 樣品進行了直接分解 N2O的評價試驗，在性能評價的結(jié)果中篩選出較適宜于 N2O直接分解 的 性能優(yōu)異的 整體式 催化劑 。 3． 4． 產(chǎn)物濃度及分解轉(zhuǎn)化率的計算 （ 1）產(chǎn)物百分含量的計算 氣相分析產(chǎn)物摩爾分數(shù)由式 (22)計算： 應用于笑氣分解的整體式催化劑的研究 17 iiiiiifAyfA? ? ………………………………… (22) 式中： if 為 i物質(zhì) 的 絕對摩爾響應因子； i為 O N N2O和 He； Ai為 i物質(zhì)的峰面積； yi為氣相產(chǎn)物中 i 物質(zhì) 的摩爾分數(shù)。但是 同一物質(zhì)在不同類型的檢測器上 會 有 著 不同的響應訊號，而不同的物質(zhì)在同一檢測器上 的 響應值也 會產(chǎn)生 不同， 所以 為了使檢測器 上 產(chǎn)生的響應訊號能夠 真實的反映出物質(zhì)的含量， 我們首先 就 需 要對 響應值 做相應的 校正， 需 要引入所謂 的 定量校正因子。 （ 2）色譜分析條件 經(jīng)篩選 后 確定的氣相色譜分析條件如 下 表 27所示。 圖 23 N2O催化分解活性評價實驗裝置 1—N2O鋼瓶 2—He 鋼瓶 3—減壓閥 4—壓力表 5—兩通球閥 6—質(zhì)量流量計 7—溫顯裝置 8—溫控裝置 9—加熱爐 10—反應管 11—三通球閥 12—氣相色譜儀 流程說明： N2O和 He 分別經(jīng)減壓、穩(wěn)壓 過程 后 經(jīng) 三通 閥 混合均勻后進入反應器，質(zhì)量流量計控制 著 N2O和 He 的量。 本實驗中采用一步法，并應用不同的粘結(jié)劑硅溶膠和鋁溶膠 、 上膠量分別為5%和 10%、 又通過比較之前兩步法中活性較好的催化劑后制備了 FeBeta、CoBeta整體式催化劑。接著，將其放入 100℃的烘箱中進行干燥。 3． 3． 一步法 一步法的流程示意簡圖如 圖 22所示 ： 圖 22 簡單來說，就是基于前面的兩步法將改性分子篩粘在堇青石上，現(xiàn)采用一步掛膠法，即將 改性分子篩與粘結(jié)劑（硅溶膠或鋁溶膠）混合后，一步粘在堇青石應用于笑氣分解的整體式催化劑的研究 14 上。如此反復多次進行涂覆，直到達到自己所需的涂覆量為止。然后將其放到 100℃的烘箱中進行干燥。再將其放入 15%的硝酸溶液中 80℃恒溫水浴加熱 4h，最后用去離子水洗至中性。 3． 3． 兩步法 兩步法的流程示意簡圖如 圖 21所示 ： 圖 21 簡單來說，就是以堇青石為載體，第一步先在堇青石上涂覆一層粘結(jié)劑（硅溶膠或者鋁溶膠），得到附有粘結(jié)劑的堇青石，之后再往上面涂覆分子篩，最后得到整體式催化劑。9H2O （ 1%）和去離子水 300ml 置于三口瓶中，在 90℃ 恒溫水浴中攪拌 6h，然后 用去離子水抽濾并洗滌 3次，再放到 100℃ 干燥烘箱中干燥 12 h，最后放馬弗爐中采用程序升溫的方式在 550℃ 下恒溫焙燒 5 h，得到 Fe離子改性的 Beta分子篩樣品。 表 25 N2O直接分解催化劑 活性 評價 所用 實驗原料和試 劑 表 26 N2O直接分解催化劑 活性 評價 所用 實驗儀器 名稱 型號 生產(chǎn)廠家 名稱 等級及純度 生產(chǎn)廠家 N2O 純度 % 北京海普氣體有限公司 氦氣 純度 % 北京海普氣體有限公司 高純氫 標氣 (SO2) 純度 % 921ppmSO2/He 北京海普氣體有限公司 北京海普氣體有限公司 高純氧 標氣 (CO) 標氣 (NO) 純度 % 4% 4% 北京海普氣體有限公司 北京海普氣體有限公司 北京海普氣體有限公司 應用于笑氣分解的整體式催化劑的研究 11 質(zhì)量流量控制器 D0711/ZM 國營北京建中機器廠 流量顯示儀 D083B/ZM 北京七星華創(chuàng)電子股份公司 壓力表 浙制 01830117 杭州鶴山儀表廠 溫控溫顯表 XK43J 北京金大陸自動化儀表廠 可控硅 S212K 北京希曼頓自動化研究所 加熱帶 301000 天津特納科學儀器有限公司 固定反應器加熱爐 LW600 無錫繪圖儀器廠 管式反應器 Ф71mm 自制 熱電偶 WRNK101型（ E型） 北京東華自動化儀表廠 熱電偶 WRNK101型（ K型） 北京東華自動儀表廠 氣相色譜儀 GC4000A 北京東西電子科技研究所 色譜柱（ TCD） TDX01填充柱4mm 北京中科惠杰有限公司 第 3． 2 節(jié) 分子篩 催化劑改性 本實驗采用液相離子交換法對各種不同構(gòu)型的分子篩催化劑進行金屬離子改性。 （ 5） 反應物的 分布不均勻