Sn基催化新材料用于致霾空气污染物消除

基本信息
批准号:21567016
项目类别:地区科学基金项目
资助金额:40.00
负责人:王翔
学科分类:
依托单位:南昌大学
批准年份:2015
结题年份:2019
起止时间:2016-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:刘文明,彭洪根,徐香兰,方修忠,沈家庭,连洁,张先华,刘洋,刘芳
关键词:
NOx选择还原碳烟燃烧含Sn分子筛催化剂多形貌SnO2催化剂雾霾污染物消除
结项摘要

SnO2 materials with different morphologies and Sn-containing zeolites are potential catalytic materials for environment pollution control, but still lack systematical and deep investigation up to date. Based on the characteristics of the air pollutants causing haze, and aiming to solve the large area haze problem, which has frequently occurred in our country over recent years, two types of Sn-based catalytic materials are to be designed and prepared for the elimination of haze-causing pollutants, (1) SnO2 materials with different morphologies for the oxidation of carbon monoxide, hydrocarbons and soot particulate materials; (2) Sn-zeolites for NOx selective reduction. According to these objectives, effective methods for the preparation of efficient multi-morphologies SnO2 materials and Sn-containing zeolites will be explored systematically in this project. In addition, the bulk and surface properties of the prepared catalysts, such as crystalline and pore structures, preferentially exposed crystal facets, valence state distribution of the metals, microscopic electron structures and redox properties, are to be thoroughly characterized. Based on the provided information, the active sites of the catalysts and the reaction mechanisms will be clearly elucidated, with the expectation to provide guidance for purposefully designing applicable catalysts for removing haze-causing air pollutants. With the implementing of this project, it is expected to provide novel ideas and open new gates for the developing of catalysts to remove haze-causing air pollutants, and possibly achieve replacement non-noble metal catalysts having the catalytic properties of noble metals. This applicant has performed earlier stage and systematical research on using regular SnO2-based nano powders as catalysts for environmental pollution control reactions, which has laid a solid foundation for the accomplishment of the objectives proposed in this project.

多形貌氧化锡和含锡分子筛是具有潜在应用前景的环保催化剂,但迄今仍缺乏系统深入研究。针对国内大面积频发的雾霾问题及致霾污染物的特点,本项目拟设计制备两类锡基催化材料用于致霾污染物消除:(1)多形貌氧化锡用于一氧化碳,碳氢化合物和碳烟颗粒的氧化;(2)含锡分子筛用于氮氧化物的还原。针对上述目标,本项目将系统探讨制备高性能多形貌氧化锡和含锡分子筛催化剂的有效方法;深入研究不同催化剂的体相和表面性质,如晶相和孔道结构、优先暴露晶面、金属离子价态分布、微观电子结构和氧化还原性质等。明确指认反应中心,阐明反应机理,为有目的地设计具有实用价值的致霾污染物消除催化剂提供指导。本项目的实施可为发展致霾污染物消除催化剂提供新思路,开辟新途径,并有可能得到具有贵金属催化性能的非贵金属替代材料。申请人对常规纳米粉末氧化锡材料用作环保催化剂已进行过较系统的前期研究,为本项目的顺利实施奠定了坚实的基础。

项目摘要

本项目致力于研制消除不同致霾污染物的Sn基催化新材料,广泛探讨了催化剂的制备方法及其反应性能。利用各种物理化学手段探究了污染物消除反应的构效关系和机理;明确指认了Sn基催化材料表面活泼氧的状态,理清了决定反应性能的本质因素。重要结果总结如下:.(1)SnO2表面存在丰富的氧缺位,可解离吸附O2分子,诱导产生大量的表面活泼亲电氧。结果表明,超氧和过氧离子是其表面活泼氧的主要存在形式。改变SnO2形貌,或利用碱金属和一些过渡金属氧化物对其进行改性,可有效提高表面活泼氧中心的数量及其流动性,利于致霾污染物的消除。.(2)通过探讨SnO2为载体或负载物,与其它金属氧化物如TiO2,RuO2等作为负载物或载体时的相互分散行为,阐明了晶型对金属氧化物分散的影响。在国际上首次提出了“Like-Disperses-Like”的概念。.(3)Cu2+离子溶入SnO2纳米棒晶格形成固溶体,可有效提高了其比表面积和氧流动性。在相同条件下比1%Pd/SnO2具有更高的CO氧化活性。把CuO改性的SnO2基固溶体制备成三维有序大孔结构,可改善碳烟颗粒与活性中心的接触,形成更大量的表面活泼氧,从而大幅度提高催化剂的碳烟颗粒燃烧活性和选择性。.(4)Sn离子介入分子筛骨架,能有效抑制其在高温聚集;同时每个Sn离子可提供一个Lewis酸中心和氧化还原中心,利于反应物的吸附活化。其中Sn-MFI催化剂对NOx的选择还原具有良好的性能。.(5)利用少量金属离子改良SnO2纳米棒晶格形成固溶体时,可以促进生成更多的表面活泼氧和酸中心,促进一些VOCs分子的吸附和活化,提高其燃烧活性。.获授权发明专利5项。培养博士研究生3名,硕士研究生12名。发表第一标注 SCI 检索论文21篇,其中2篇为封面论文。先后14次受邀请在国内外学术会议上做主题报告和邀请报告。部分具有应用前景的催化剂与合作单位正在进行应用性能测试。.

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

涡度相关技术及其在陆地生态系统通量研究中的应用

涡度相关技术及其在陆地生态系统通量研究中的应用

DOI:10.17521/cjpe.2019.0351
发表时间:2020
2

监管的非对称性、盈余管理模式选择与证监会执法效率?

监管的非对称性、盈余管理模式选择与证监会执法效率?

DOI:
发表时间:2016
3

中国参与全球价值链的环境效应分析

中国参与全球价值链的环境效应分析

DOI:10.12062/cpre.20181019
发表时间:2019
4

基于多模态信息特征融合的犯罪预测算法研究

基于多模态信息特征融合的犯罪预测算法研究

DOI:
发表时间:2018
5

疏勒河源高寒草甸土壤微生物生物量碳氮变化特征

疏勒河源高寒草甸土壤微生物生物量碳氮变化特征

DOI:10.5846/stxb201912262800
发表时间:2020

王翔的其他基金

批准号:31801455
批准年份:2018
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81402057
批准年份:2014
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30200262
批准年份:2002
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81672308
批准年份:2016
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:90306008
批准年份:2003
资助金额:24.00
项目类别:重大研究计划
批准号:61232009
批准年份:2012
资助金额:275.00
项目类别:重点项目
批准号:21263015
批准年份:2012
资助金额:52.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:81001527
批准年份:2010
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81870767
批准年份:2018
资助金额:53.00
项目类别:面上项目
批准号:11905038
批准年份:2019
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81870130
批准年份:2018
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:10572159
批准年份:2005
资助金额:31.00
项目类别:面上项目
批准号:31271229
批准年份:2012
资助金额:79.00
项目类别:面上项目
批准号:51805460
批准年份:2018
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41601335
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81170697
批准年份:2011
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:30901389
批准年份:2009
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81570607
批准年份:2015
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:30872595
批准年份:2008
资助金额:8.00
项目类别:面上项目
批准号:60973106
批准年份:2009
资助金额:34.00
项目类别:面上项目
批准号:11572065
批准年份:2015
资助金额:66.00
项目类别:面上项目
批准号:51409175
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81571142
批准年份:2015
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:11072275
批准年份:2010
资助金额:43.00
项目类别:面上项目
批准号:41704155
批准年份:2017
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81402048
批准年份:2014
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11701211
批准年份:2017
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61401490
批准年份:2014
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21503181
批准年份:2015
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:22005208
批准年份:2020
资助金额:8.00
项目类别:青年科学基金项目

相似国自然基金

1

铈基纳米材料催化剂上氯代有机污染物的低温催化消除

批准号:21277047
批准年份:2012
负责人:王幸宜
学科分类:B0603
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
2

北京地区灰霾空气微生物特征及其与灰霾污染物相关性研究

批准号:31470232
批准年份:2014
负责人:袁红莉
学科分类:C0106
资助金额:86.00
项目类别:面上项目
3

基于光致高分子活性自由基消除污染物的自清洁纤维研究

批准号:51203140
批准年份:2012
负责人:林俊雄
学科分类:E0304
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
4

稀土复合黏土催化新材料的制备及其对低浓度多组分VOCs催化消除的研究

批准号:20577043
批准年份:2005
负责人:周仁贤
学科分类:B0603
资助金额:27.00
项目类别:面上项目