mnox-ceo2复合氧化物在no氧化反应中锰物种与氧化铈作用的研究

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1、MnOx-CeO2复合氧化物在NO氧化反应中锰物种与氧化铈作用的研究InvestigationontheroleofMnspeciesandCeO2supportforNOOxidationReactionoverMnOx-CeO2catalysts专业：化学工程作者姓名：孙智慧指导教师：王军教授天津大学化工学院二零一七年五月万方数据万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而

2、使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日万方数据摘要在柴油车尾气后处理领域中，NSR（NOx存储还原）和SCR

3、（选择性催化还原）是目前常用的脱硝手段，对于两种技术来说NO氧化反应都是关键步骤。商用NO氧化催化剂为贵金属催化剂，由于成本较高在实际应用中受到限制。因此，低成本、高性能NO氧化催化剂的开发成为了近些年的研究热点。本文以MnOx-CeO2复合氧化物为研究对象，通过改变锰物种的负载含量与氧化铈载体的晶化过程时间，构造了两个具有不同物理、化学性质的样品体系，考察了MnOx-CeO2复合氧化物在NO氧化反应中的活性锰物种以及氧化铈在反应中的主要作用。在不同低锰含量复合氧化物体系中，通过物理结构表征得到锰物种的赋存状态：低含量锰物种优先以高价态离子形式负载于氧

4、化铈载体表面，并且部分锰物种会以低价态离子形式进入氧化铈晶格形成锰铈固溶体。锰物种的负载提高了氧化铈的氧化还原性能，对锰铈复合氧化物的NO氧化催化活性起到了促4+3+进作用。动力学研究结果表明，高价态锰离子Mn/Mn为NO氧化反应的活性物种。在不同晶化时间复合氧化物体系中，氧化铈载体的物理结构与化学性质均在晶化过程中发生变化。晶化过程使氧化铈比表面积增大、晶粒尺寸减小、晶3+格收缩减弱。晶化时间较短的氧化铈表面Ce离子含量更高，表面氧与近表面氧更活泼，使其与锰之间的相互作用更强。负载锰物种后，复合氧化物的氧化还原性能显著提高，氧化铈通过氧迁移保持锰的高

5、价态，并为反应提供活性氧种。因此短时间晶化的复合氧化物催化性能更好，但稳定性却成为实际应用中的限制。关键词：NO氧化，锰铈复合氧化物，活性锰物种，动力学研究，晶化处理I万方数据ABSTRACTNOoxidationtoNO2isacriticalreactionstepfortwotypicaldieselNOxemissionafter-treatmenttechniques,NSR(NOxStorageandReduction)andSCR(SelectiveCatalyticReduction).ThoughPt-basedcatalystsha

6、veexcellentcatalyticperformanceandhavebeenusedforNOoxidation,itspracticalapplicationislimitedtothehighcostofnoblemetals.Hence,itisrequiredtodevelophighperformance,lowcostanddurableNOoxidationcatalysts.MnOx-CeO2catalystshaveattractedgrowingattentionsinoxidizingNOtoNO2duetoitsstro

7、ngoxidizingpropertyandthelowcost.ThetwosectionsofthisstudyfocusontheactiveMnspeciesoverMnOx-CeO2oxidesforNOoxidationandthemaincontributionofCeO2support.LowMndopingamounts(moleratio≤5%)oftheMnOx-CeO2samplesaredesignedtosimplifytheinteractionbetweenMnOxandCeO2.Severaltechniquesinc

8、ludingXRD,BETandXPSwereusedtostudythestructuref