探析等离子体处理催化剂过程温度参数的测定

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1、天津大学硕士学位论文等离子体处理催化剂过程温度参数的测定姓名：贲宇恒申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：刘昌俊20040101中文摘要等离子体是物质的第四种存在状态，它在某些工业领域已得到了广泛的应用。本课题组成功地将等离子体技术应用于高活性催化剂的制备．现在认为等离子体中包含的电子、离子和自由基等活性物质对于催化剂活性的提高具有重要的意义，因此本论文的主要研究目的是测量辉光放电等离子体处理催化剂过程中的温度参数，包括气体温度和电子温度，以确定等离子体制备催化剂相关的反应机理．研究工作包括：利用AVS—MC2

2、000光谱仪对等离子体的发射光谱进行诊断分析，并根据诊断结果计算处理催化剂过程中等离子体不同位置的电子温度：利用红外照相方法测量处理催化剂过程中等离子体气体温度。实验中还发现在处理催化剂的过程中，经常会出现等离子体辉纹现象，因此研究还采用数码相机记录辉纹的变化情况，同时采用红外照相机和发射光谱法求出等离子体气体温度及其变化规律和辉纹区间的电子温度和气体温度。研究结果表明，影响等离子体制备催化剂中等离子体电子温度的主要因素有：1．载体的影响：实验中以Pd催化剂为研究对象，发现等离子体电子温度随催化剂载体的不同而不同，

3、以TiO。为载体的Pd催化剂电子温度最高，而其他催化剂则大体相当。2．Pd担载量的影响：以HZSM一5分子筛为催化剂载体，当Pd担载量由1％增加到5％时，等离子体的电子温度从10．52×104K增加到12．19×104K。3．水汽的影响：对催化剂进行等离子体处理过程中，随着水汽的减少，电子温度从10．6×10‘K逐渐升高到13×104K，即水汽的存在降低了等离子体的电子温度。此外，研究还重点分析了催化剂处理过程中的辉纹变化及相关的温度参数。发现明条纹的电子温度高于暗条纹的电子温度，阳极的电子温度最高，阴极的电子温度

4、最低。最后采用红外照相机来测量等离子体的气体温度，发现辉纹的气体温度并没有表现出周期性，而是从阳极到阴极逐渐升高。关键词：等离子体载钯催化剂光谱诊断电子温度红外图象气体温度AbstractPlasmaistheforthphaseofmatterintheworld．Ithasbeenextensivelvappliedinindustry．Wehavepreviouslysucceededinpreparinghigh-activitycatalystusingcoldplasma．Themainpurposeo

5、fthispaperistomeasurethetemperatures，likegastemperatureandelectrontemperature，duringthepreparationofcatalystsusingplasmas，fortheunderstandingofpreparationmechanism．Thedetailedresearchincludes：toanalyzetheemissionspectrumofplasmausingAVS．MC2000spectrometer,andt

6、hentocalculatetheelectrontemperatureofplasmaaccordingtothedataobtained；tomeasurethegastemperatureofplasmausingIRcamera，Usually,movingorstableplasmastriationsareobservedduringthepreparation．Weusedigitalcameratoshowthevarietyofplasmastriations．Simultaneously,IRc

7、ameraandAVS—MC2000spectrometerareemployedtoshowthegastemperatureandtheelectrontemperatureofplasmastriations．Themaininfluencingfactorsonelectrontemperatureduringpreparingcatalystinplasmaarepresentedasfollowed：1．Thesupportofcatalysts：theelectrontemperatureofPdca

8、talystsisusuallydifferentwiththesupports．WhenTi02isselectedasthesupport，theelectrontemperatureismuchhigherthanothers．2．TheloadingofPd：takeexampleforHZSM一5zeolite，theelectrontempera