摘要：机动车污染物排放是我国大气复合污染形成的重要原因之一.尽管柴油车在我国机动车保有量中所占比例不到20%,但其排放的颗粒污染物(PM)和氮氧化物(NO x)分担率均超过60%.因此,控制柴油车尾气排放成为我国亟待解决的大气污染问题.目前,氨选择性催化还原NOx技术(NH3-SCR)已规模化应用于柴油车污染排放控制,出于安全性考虑,以尿素水溶液作为氨的来源.但NH3-SCR技术应用于柴油车尾气净化存在如下缺点:需要布建庞大的尿素添加基础设施、后处理系统复杂等.与此相反,以车载燃油为还原剂来源的HC-SCR技术可有效规避上述难题,展现了较好的应用前景.但是,直接以柴油为还原剂时,HC-SCR对NO x净化的效率还难以满足日益严格的排放法规的要求,因此需要深入研究HC选择性还原NOx的微观机制与构效关系,并以此为指导,发展以车载燃料为还原剂来源的高效净化NOx的新原理和新方法.已有的研究表明,银/氧化铝(Ag/Al2O3)具有优异的催化乙醇选择性还原NOx的能力,是最有希望应用于柴油车尾气NOx净化的催化剂-还原剂组合体系.鉴于此,本论文以Ag/Al2O3催化剂上乙醇-SCR反应为研究对象,以密度泛函理论计算方法(DFT)搭建了Ag/Al2O3催化剂的理论模型,考察了反应物乙醇(CH3CH2OH)、关键中间体(烯醇式物种CH2=CHO-和-NCO)在Ag/Al2O3催化剂上的吸附特征,采用电子态密度分析(DOS)研究了以上物种被活化的电子机制,以期甄别Ag/Al2O3催化乙醇选择性还原NOx的活性位结构,为高性能的HC-SCR催化剂设计提供指导.依据化学态的不同,Ag/Al2O3催化剂上活性组分银可分为:高度分散的离子态(Ag+、在催化剂表面以Ag-O形式存在)、部分氧化团簇(Ag nδ+)和金属颗粒银(Ag n0),其中氧化态的银是催化乙醇选择性还原NOx的活性组分.Al2O3载体的主要暴露晶面为(110)和(100),在上述晶面上Al的配位状态存在明显差异,显著影响了银物种的锚定与分散,形成了具有不同键合特征的Ag-O-Al结构.基于对Al2O3暴露晶面上Al配位状态的分析,搭建了6种Ag-O-Al结构模型.结合Al MAS NMR对Ag/Al2O3实际催化剂的表征结果和理论模型吸附能的分析,获得了最为可能的两种Ag-O-Al结构:Ag-O-Al tetra(Al O4)和Ag-O-Al octa(Al O6);前者为AgO与Al2O3(110)面Al trip位键合形成的特征结构(Al最终为四配位),后者系AgO锚定于Al2O3(100)面Al penta位的能量最优结构(Al最终为六配位).在Ag-O-Al tetra上,Al tetra位具有较强的酸性,Ag、Al原子轨道的杂化融合有利于电子转移;以上特性促进CH3CH2OH、CH2=CHO-、-NCO的吸附活化.在HC-SCR反应中,关键中间体-NCO通过与NOx直接反应可形成最终产物N2和CO2.可见,-NCO中N=C键的拉伸活化、断裂对上述反应的发生至关重要.由电子态密度分析可知,N=Cσ键能向Ag-O-Al tetra中Altetra位转移电子,而Ag与Al的轨道融合能反馈电子到N=Cπ键;在这两种电子转移机制作用下,-NCO中的N=C键被最大程度弱化,有利其断裂,转化为最终产物N2和CO2.而Ag-O-Alocta上,并没有N=C键的活化拉伸,反而呈现出N=C键收缩趋势,不利于N=C键的断裂与最终产物的形成.由此推定,Ag-O-Al tetra是Ag/Al2O3催化剂上HC-SCR反应的活性中心.

摘要：基于实验室对柴油车用V2O5-WO3/TiO2催化剂配方以及涂覆成型技术的大量研究,设计了一条产量为6000只/月的NH3选择性催化还原NOx(NH3-SCR)催化剂中试生产线,并对生产的催化剂产品进行了发动机台架测试.结果表明,实验室制备的V2O5-WO3/TiO2粉体催化剂和生产线产品,在空速为50000 h–1和200–450°C条件下NOx转化率均可达80%以上;采用大尺寸堇青石载体涂覆后制备的V2O5-WO3/TiO2整体催化剂经实验室小样测试,在空速为10000–30000h–1和250–450°C条件下NOx转化率也为80%以上.发动机台架测试结果表明,该催化剂产品可使重型柴油机NOx排放达到国IV标准中欧洲稳态循环(ESC)和欧洲瞬态循环(ETC)排放限值的要求.该生产线经适当调整后也可用于生产非钒基NH3-SCR整体催化剂,以满足未来钒基NH3-SCR催化剂更新换代的需求.

摘要：在富氧且有催化剂存在条件下以NH3或尿素为还原剂选择性地还原NOx为N2的技术,即NH3/Urea-SCR技术,是去除固定源和移动源NOx最为有效且应用最广的技术之一,其中最重要的催化剂体系是钒基催化剂。本文从钒基催化剂的组成及其NH3-SCR反应性能、钒基催化剂的活性改进以及钒基催化剂上的NH3-SCR反应机理三个方面对该领域的研究进展做了较为全面的综述,并对NH3-SCR领域可能的发展方向做了展望。传统的V2O5-WO3(MoO3)/TiO2催化剂以及改性后的钒基催化剂在中温段具有优异的NOx净化效率和抗SO2中毒性能,其中高分散的V5+物种以及多聚的钒酸盐物种为NH3-SCR反应的活性中心。针对采用不同方法制备的或具有不同组成的钒基催化剂体系,多数学者认为NH3-SCR反应按照Eley-Rideal(E-R)机理进行,部分学者认为按照Langmuir-Hinshelwood(L-H)机理进行,这可能与催化剂的钒负载量以及反应温度区间相关。在后续工作中研究者应结合多种测试手段,具体问题具体分析,综合考虑温度的动态影响以及表面酸碱性对反应物的吸附活化,以得出更为全面、真实的反应机理。系统了解前人在钒基NH3-SCR催化剂领域的研究进展有助于现阶段开发高效稳定、可适应复杂工作条件的钒基SCR催化转化器,同时也对设计合成新型高效、环境友好且抗中毒的非钒基SCR催化剂体系具有一定的参考价值。

摘要：采用计算机辅助分析的方法设计了乙醇还原剂添加装置,并使用这套装置在发动机台架上进行了稀燃NOx选择催化还原(SCR)催化剂的性能评价试验.试验结果表明,在30000h-1空速、排温为350 420℃范围的条件下,该催化剂的NOx转化率维持在90%以上,而在低温和高温下的转化率较低;随着乙醇添加量的增加,催化剂NOx转化率提高,但同时会增加THC排放;当空速超过40000h-1后,催化剂性能有所下降.

摘要：Perovskite SrTaO_(2)N is one of the most promising narrow-bandgap photocatalysts for Z-scheme overall water ***,the formation of defect states during thermal nitridation severely hinders the separation of charges,resulting in poor photocatalytic *** the present study,we successfully synthesize SrTaO_(2)N photocatalyst with low density of defect states,uniform morphology and particle size by flux-assisted one-pot nitridation combined with Mg *** important parameters,such as the size of unit cell,the content of nitrogen,and microstructure,prove the successful doping of *** defect-related carrier recombination has been significantly reduced by Mg doping,which effectively promotes the charge ***,Mg doping induces a change of the band edge,which makes proton reduction have a stronger driving *** modifying with the core/shell-structured Pt/Cr_(2)O_(3)cocatalyst,the H_(2)evolution activity of the optimized SrTaO_(2)N:Mg is 10 times that of the undoped SrTaO_(2)N,with an impressive apparent quantum yield of 1.51%at 420 *** coupling with Au-FeCoO_(x)modified BiVO_(4)as an O_(2)-evolution photocatalyst and[Fe(CN)_(6)]_(3)−/[Fe(CN)_(6)]_(4)−as the redox couple,a redox-based Z-scheme overall water splitting system is successfully constructed with an apparent quantum yield of 1.36%at 420 *** work provides an alternative way to prepare oxynitride semiconductors with reduced defects to promote the conversion of solar energy.

摘要：自2020年初,医用口罩使用量进入爆发期,关于废弃医用口罩的"无害化、资源化"处理成为焦点问题,本文提出一种普通人群使用后的废弃口罩混燃的处理方式,设计一款结合口罩消毒和真空打包的处理装置。基本思路是将废弃口罩经行喷洒酒精消毒和抽真空打包处理后,运输至生物质发电站或垃圾发电站经行混燃,将口罩燃烧所释放的热量用于发电。本文采用实验方法验证酒精消毒对口罩燃烧性能的影响,并对口罩混燃进行分析。