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原文传递 V<,2>O<,5>/Al<,2>O<,3>-TiO<,2>催化剂上乙醇催化氧化性能的研究

论文题名：	V<,2>O<,5>/Al<,2>O<,3>-TiO<,2>催化剂上乙醇催化氧化性能的研究
关键词：	催化剂;石油储量;乙醇
摘要：	随着石油储量的日益减少以及汽车工业的快速发展，传统车用燃料汽油、柴油的供应日益紧张，为此世界各国纷纷寻找清洁的替代燃料来替代传统的车用燃料汽油和柴油来摆脱对石油的过分依赖，以缓解车用燃料的紧张供求矛盾。我国也日益关注乙醇燃料车的开发，目前国家已经制定了相关规划，在部分地区开始推广乙醇汽油车。乙醇燃料虽然其本身不含硫、氮、磷等杂质以及乙醇燃料车尾气中的CH、CO及NOx的含量较汽油车少而被誉为清洁燃料。但乙醇燃料车尾气中未完全燃烧的乙醇以及乙醇燃烧的中间产物醛、酮的含量明显增加，醇和含氧化合物为刺激性气体，有很高的光化学活性，是生成光化学烟雾的主要前驱体之一，另外甲醛、乙醛具有遗传毒性。因此，开展乙醇燃料车尾气净化研究有着十分重要的意义。研究和开发质优价廉的催化剂并使之能够完全催化氧化乙醇及其中间燃烧副产物尾气是乙醇燃料车在全国推广应用的一个重要前提。由于乙醇燃料汽车尾气净化的对象主要是乙醇、乙醛等低分子含氧有机物，且尾气温度低，所以要求净化催化剂具有良好的深度氧化性能和低温活性。本课题在前期工作的基础上，试图减少贵金属用量或者完全不用贵金属而用过渡金属等来代替贵金属作为催化剂的活性组分。在大量实验的基础上，结果发现，以γ-Al2O3-TiO2复合氧化物为催化剂的载体，以质量含量为5％的过渡元素V为催化剂的活性组分的催化剂上乙醇、乙醛的催化氧化有较高的反应活性，并对催化剂进行了XRD、BET表征。得出结论如下: (1)催化剂的制备工艺对催化剂的性能有很大的影响。V浸渍时间12h，焙烧温度500℃，焙烧时间5h的催化剂的性能最佳，其T50，T95分别为170℃，215℃。 (2)条件实验对催化剂的性能也有很大的影响。氧气含量在5％-8％范围内、乙醇进料浓度小于1000ppm、空速在24000h-1时，催化剂上乙醇的催化氧化效果最好。 (3)5％V/Al2O3-TiO2催化剂上甲醇、乙醇和乙醛的转化率都比较高，其中，甲醇的活性最好，在125℃时，转化率已经超过50％，其次是乙醛和乙醇。三者在175℃以上时其转化率均达到95％以上，说明V/Al2O3-TiO2催化剂且对多种污染物具有良好的同时净化效果。 (4)在标准5％V/Al2O3-TiO2催化剂中，三氧化铝是以γ-AI2O3的形式存在的，二氧化钛是以锐钛矿型的晶体结构存在的，而含V物种主要是以V2O5形式存在。 (5)不同焙烧温度催化剂的XRD表明，焙烧温度低于500℃的催化剂的晶体结构没有发生变化，700℃的催化剂中的TiO2晶体结构由锐钛矿型转化为金红石型，V2O5的V化合价也发生了变化，此催化剂的活性有明显下降的趋势。 (6)不同V含量催化剂的XRD表明，V含量在1％-5％范围内时，V在载体上呈高度分散状态，当V含量增加到10％时，有微弱的V2O5衍射峰，V含量再增加时，V2O5的衍射峰强度逐渐增强。
作者：	任攀杰
专业：	生物化工
导师：	李哲
授予学位：	硕士
授予学位单位：	太原理工大学
学位年度：	2008
正文语种：	中文