控制稀燃汽油机NO_x吸附-还原催化转化器再生过程的试验研究

针对汽油机稀薄燃烧排放控制的特殊要求 ,研制了一套适用于稀燃汽油机的电控节气门 (ECT)系统。该系统可控制稀燃发动机周期性的短暂工作于浓混合气状态 ,满足NOx吸附 还原催化转化器的工作要求 ,降低稀燃发动机的NOx排放。并在混合气浓度改变的同时实现对点火时刻和节气门开度的连动控制 ,维持发动机输出功率稳定。实验结果表明 ,稀混合气燃烧配以NOx吸附 还原催化转化器进行排气后处理可使NOx排放最低达 5 0× 10 -6,最高转化率达 91% 。

稀、浓燃状态运行时间对装有吸附还原催化转化器的稀燃汽油机NO_x排放的影响

对装有吸附还原催化器的稀燃汽油机的稀、浓燃状态运行时间t稀、t浓及t稀/t浓的值对其排放和燃油经济性的影响进行了实验研究。结果表明:稀、浓燃状态运行时间比值t稀/t浓减小,CO、HC排放增大,NOx排放减小,燃油消耗率增加。而随着稀、浓燃状态运行时间的增大(t稀/t浓一定),稀燃发动机NOx的排放增大,燃油消耗率降低。减小稀、浓燃状态运行时间可改善稀燃汽油机负荷增大时的NO排放。

热老化温度对铈改性水滑石基LNT催化剂NO_(x)吸附-还原性能的影响

采用共沉淀法和分步浸渍法合成了Ce改性水滑石基Pt/BaO/MgAlCe10催化剂,对催化剂进行不同温度热老化处理.通过NO_(x)-TPD、H_(2)-TPSR、XRD、SEM-EDS、in-situ DRIFTs等研究了热老化温度对催化剂的NO_(x)吸附性能、还原性能、晶相结构、微观形貌等的影响.结果表明,催化剂经过600℃和700℃热老化处理后,仍表现出良好的NO_(x)吸附-还原性能;而经过800℃热老化处理后,催化剂表面出现烧结,晶相结构发生明显改变,Pt颗粒发生团聚,催化剂的活性明显下降,NO_(x)存储能力下降了46.8%,NO_(x)转化率由89.53%下降为77.35%.此外,与未处理催化剂相比,经过800℃热老化处理后的催化剂,吸附形成的硝酸盐物种大量减少,催化剂对亚硝酸盐的催化氧化能力被削弱.

辐射接枝制备聚甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯-TiO_(2)光催化剂及其对Cr(Ⅵ)的吸附还原性能

以二氧化钛(TiO_(2))为基材,甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEMA)为单体,采用共辐射接枝法成功合成了聚甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯-TiO_(2)(TiO_(2)-g-PDMAEMA)吸附-光催化剂。同时探究了单体浓度和吸收剂量对重金属离子吸附作用的影响。利用扫描电镜、X射线衍射仪、傅里叶红外光谱分析仪、热重分析仪、X射线光电子能谱、接触角等表征手段,证实了电子束共辐射接枝法成功将DMAEMA单体接枝到TiO_(2)表面。在吸收剂量为60 kGy、单体浓度为20%时,TiO_(2)-g-PDMAEMA对10 mg/L Cr(Ⅵ)具有较佳的吸附能力,吸附容量可达10.75 mg/g。在可见光诱导下,吸收剂量为60 kGy、单体浓度为10%时,制备的TiO_(2)-g-PDMAEMA具有最佳的吸附-光催化还原能力,对10 mg/L Cr(Ⅵ)的去除率达85.56%。该新型光催化剂上的吸附-光催化协同效应可以满足去除水中Cr(Ⅵ)污染的要求。

稀薄燃烧发动机NOx排放的控制策略及NOx储存—还原催化转化器

众所周知,稀薄燃烧对于21世纪抑制气候转暖和节约能源有着无可争议的重要作用.当前世界上的稀薄燃烧汽油机技术大体上分成两大类,一类是将汽油喷在进气门前的可控燃烧速率(CBR=Controlled Burn Rate),适用于排量不超过1.8 L者;另一类是将汽油直接喷入气缸的汽油直接喷射(GDI=Gasoline Direct Injection),适用于排量超过1.8L者.

La_(1-x)Ce_(x)MnO_(3)-Ba/Al_(2)O_(3)催化剂对NO选择性生成NH_(3)的影响

为了实现碳中和目标,降低内燃机碳排放,稀薄燃烧技术成为了当前重要的研究方向.该技术不仅能提高发动机燃油热效率,还能有效降低CO_(2)排放.但是稀薄燃烧往往会伴随着大量氮氧化物的产生,为了解决该问题,采用LNT-SCR耦合的NO_(x)净化技术,此时LNT的作用是将排气中部分NO_(x)转化为NH_(3),为下游的SCR提供还原剂.基于此,制备了LNT催化剂,研究催化剂对NO选择性生成NH_(3)的影响.采用溶胶-凝胶法制备了La_(1-x)Ce_(x)MnO_(3)系列钙钛矿氧化物,并通过分步浸渍法得到了La_(1-x)Ce_(x)MnO_(3)-Ba/Al_(2)O_(3)负载型催化剂.利用XRD、H_(2)-TPR、NO-TPD等表征手段研究了钙钛矿氧化物的晶相结构,以及负载型催化剂的还原特性、NO_(x)吸附-脱附性能等物化性质,并且通过H_(2)选择性催化还原NO实验探究了催化剂掺杂Ce对NO转化成NH_(3)的影响.结果表明,Ce掺杂催化剂具有良好的NH_(3)产物选择性,并且显著提高了NO转化率.温度是NO转化和NH_(3)产物选择性生成的决定性因素,而H_(2)和NO体积比是NO转化和NH_(3)产物选择性生成的关键性因素.其中,La_(0.95)Ce_(0.05)MnO_(3)-Ba/Al_(2)O_(3)在低温下催化活性表现最佳,在350℃、H_(2)和NO体积比为5.0时NH_(3)产物选择性为65%,NO转化率为100%.此外,所制备的La_(1-x)Ce_(x)MnO_(3)都形成了钙钛矿型结构,而且Ce掺杂催化剂的大部分Ce离子可以进入到LaMnO_(3)结构中.在催化剂适量掺杂Ce后,H_(2)消耗总面积增大、还原峰的峰值温度降低,表明掺杂Ce改善了催化剂的还原特性;同时NO吸附和脱附面积增大,表明Ce掺杂改变了催化剂的NO_(x)吸附-脱附性能.

水热还原法制备MoO2纳米晶及其吸附-光催化性能

利用钼酸铵为前驱体、葡萄糖为还原剂、醋酸辅助的水热合成路线获得Mo O2纳米晶。通过XRD、FESEM、FT-IR、N2吸附-脱附等分析测试技术获得Mo O2的组成、结构和比表面积,利用水中Cr(VI)和甲基橙作为模拟污染物,评估Mo O2的吸附及光催化性能。实验结果表明:还原剂和酸性反应介质是Mo O2形貌和尺寸的控制因素;具有高比表面积Mo O2-(c)对水中Cr(VI)的吸附性能优于甲基橙、遵循Langmuir单分子层等温吸附,最大吸附容量为75 mg·g-1;钨灯光照可以有效促进Mo O2对甲基橙和Cr(VI)的吸附-光催化活性,分析吸附-光催化反应机理。

SO_4^(2-)/TiO_2光催化还原Cr(Ⅵ)的研究

将溶胶-凝胶法制备的SO42-/TiO2在不同温度下焙烧得到了具有不同特性的催化剂,用X射线衍射(XRD)、热重-差热分析(TG-DTA)、氨气程序升温脱附(NH3-TPD)、静态吸附等手段对催化剂进行了表征.研究了不同特性的SO42-/TiO2催化剂光催化还原Cr(Ⅵ)的行为,并对其影响因素进行了分析.结果表明:SO42-/TiO2在300-600℃下焙烧均具有较高的催化效率,而在700℃及800℃下焙烧其催化活性显著降低.SO42-/TiO2的这种催化特性是由其吸附性能、晶相组成及表面酸量决定的.

微生物吸附-化学还原法制备金钯合金纳米线

采用微生物吸附-化学还原法,失效金、钯催化剂为原料,以大肠杆菌为模板、十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为保护剂、抗坏血酸为还原剂制备金钯合金纳米线（Au-Pd NWs）,用SEM、TEM、XPS、XRD 等技术对金钯合金纳米线进行了表征.结果表明,在大肠杆菌菌粉量为0.5 g/L、CTAB量为5.0 mmol/L、抗坏血酸浓度为1.0 mmol/L 反应条件下,当金钯摩尔比控制在3：1-1：3 之间,均有较大量纳米线生成,金钯摩尔比为1：1 时形貌最佳;CTAB 浓度对金钯合金纳米线直径影响较大.表征结果显示,金钯纳米线的晶面间距为0.232 nm,是一种具有面心立方（fcc）、多晶结构的双金属合金纳米线.

等离子体驱动催化还原合成绿色氨的研究

氨是一种工业大用量化学品,主要应用于化肥生产。作为一种绿色能源载体,氨也越来越受到关注。目前正在研究等离子体工艺作为可再生能源驱动的分散式绿色氨生产的替代方案。本文介绍了等离子体氮氧化催化还原法(PNOCRA)工艺,结合等离子体辅助氮氧化和吸附-催化还原(LNT)技术,对柴油机尾气后处理进行处理。PNOCRA的能量需求为4.6 MJ/mol NH_(3),与目前最先进的等离子体N_(2)和H_(2)合成氨法相比,能量减少了4倍以上,且产率合理(>1%)。

金属-有机骨架处理印染废水的研究进展

结合纺织工业领域印染废水的特点和处理需求,基于金属-有机骨架(MOFs)固有的构效关系特征,以及易于进行后修饰改性提升应用性能的特点,从理论和实践角度综述了该类材料在印染废水污染水环境修复中的研究进展。从染料的物理吸附、光催化降解去除和六价铬的光化学还原转换方面进行了重点分析和总结,并对发展趋势进行了合理的展望。

金属元素修饰碳基材料光/电还原CO_(2)研究进展

推进“碳达峰碳中和”目标,缓解能源危机和实现CO_(2)减排,光/电催化技术可将CO_(2)还原为可再生碳氢燃料和高附加值化学品,被认为是经济有效的双赢策略。其中,高效光/电催化剂研制作为关键核心问题。碳基材料凭借其良好的物理化学稳定性、表面性质、独特导电性和优异吸附性能引起了广泛关注。更重要的是,对其引入金属活性组分,不但可以影响金属的表面形貌、粒径大小、分散性以及存在形式,而且与金属组分间的相互作用能控制金属与载体之间的电荷转移,增强催化剂对CO_(2)的吸附能力和催化转化效率。基于此,综述了碳基材料负载不同种类金属(Fe,Co,Ni,Cu和双金属)的制备方法,探讨了碳基材料与不同种类金属之间的结合方式对催化性能的影响规律,最后对碳基金属复合材料存在的问题以及未来的应用前景进行了总结与展望。

粘土矿物作用下铬的迁移转化机理研究进展

铬含量超标威胁生态环境安全,探究多种粘土矿物作用下铬的迁移转化机理,可以为铬污染土壤修复提供理论依据。主要从粘土矿物对铬的氧化-还原、吸附-解吸、催化作用等几个方面归纳分析了粘土矿物作用下铬迁移转化机理的研究现状,探讨了氧化物及微生物作用、pH、温度、有机质、矿物类型等因素对铬迁移转化的影响。首先,锰氧化物是氧化Cr(Ⅲ)的唯一天然矿物,其结构中Mn(Ⅱ)或Mn(Ⅲ)含量越高,氧化能力越强;低温、碱性条件下,Cr(Ⅲ)稳定性较高。锰氧化细菌会加速Cr(Ⅲ)的氧化,矿物表面吸附的Mn(Ⅱ)会抑制Cr(Ⅲ)的氧化。其次,黄铁矿、黑云母、绿泥石、柯绿泥石、磁铁矿等矿物常用于Cr(Ⅵ)还原,黄铁矿组成中的Fe(Ⅱ)和S22-能有效地还原Cr(Ⅵ),而黑云母、绿泥石只有经生物作用产生Fe(Ⅱ)才能还原Cr(Ⅵ),蒙脱石、伊利石、高岭石、黄铁矿对Cr(Ⅵ)的还原速率在pH<4.5时较大。最后,高岭石、伊利石、蛭石、蒙脱石可吸附固持Cr(Ⅵ),且酸性、有机质含量低的条件下吸附效果明显,吸附顺序为:高岭石>伊利石>蛭石≈蒙脱石;粘土矿物层间结合比表面结合更强,可对粘粒矿物进行改性以提高吸附效果。在吸附机理方面,研究者广泛采用Langumiur、Freundlich等方程来描述矿物对铬的吸附。粘土矿物作用下铬的迁移转化机理探究,可以使我们更加深入的了解沉积物、土壤对铬的解毒原理以及矿物在其中所起的作用,这对于矿物材料吸附性能的提高、铬污染土壤的治理具有深远的意义。

稀燃汽油机NO_x排放控制的实验研究

开发了一套适用于稀燃汽油机的电控节气门系统以配合NOx吸附 还原催化转化器的再生过程.该系统对节气门开度以及点火提前角施以相应的特殊控制,以满足NOx吸附 还原催化转化器的工作要求,同时保持输出功率的稳定.将稀燃NOx吸附 还原催化转化器配合三效催化转化器应用于丰田8A16气门EFI发动机进行稀燃匹配实验,大大降低稀燃发动机的NOx排放,NOx排放最低可达50×10-6,最高转化率达91%.发动机浓稀转换频率越低,NOx排放越高,但其对NOx排放总体影响不大;负荷对NOx排放的影响较大,负荷越大,NOx排放越高.

稀燃汽油机空燃比电控系统研制

NOx吸附 -还原催化转化器可以高效地净化稀燃汽油机的NOx有害排放物。为了配合稀燃NOx吸附 -还原催化转化器的正常工作 ,稀燃汽油机需周期地工作在浓燃和稀燃之间 ,这就需要空燃比控制系统不仅可以任意设定浓、稀燃的空燃比大小 ,而且还可以任意设定浓、稀燃的间隔时间长短。本文介绍了稀燃汽油机空燃比电控系统的研制情况。

稀燃汽油机降低NOx排放技术方案分析研究

采用吸附还原催化转化器和三效催化转化器的不同组合,对一台改装的16气门电控燃油喷射稀燃汽油机进行了降低富氧下NOx排放的实验研究。结果表明:三效催化转化器位于吸附还原催化转化器之前的布置方案具有较好的降低稀燃汽油机NOx排放的效果。

柴油机排气后处理技术最新进展与发展趋势

柴油机在节能和降低CO2方面具有突出的优势,但如何在不牺牲经济性的前提下有效地降低颗粒物(PM)和氮氧化物(NOx)排放,以满足未来愈来愈严的排放法规,是柴油机未来发展面临的主要挑战。本文在分析柴油机后处理技术路线的基础上,回顾了柴油机PM和NOx排放后处理控制技术的最新进展,综述了不同技术存在的问题和进一步的发展方向,总结了PM和NOx控制的整合技术。

降低准均质稀燃汽油机NO_x排放的电控系统研制

为了配合稀NOx吸附 还原催化转化器的正常工作,开发了一套稀燃汽油机电控系统.该系统不仅可以任意设定汽油机浓、稀燃的空燃比大小和间隔时间长短,而且可以使稀NOx吸附 还原催化转化器在稀燃时,控制汽油机按稀燃状态运行;而在浓燃还原再生过程中,电控系统自动调小节气门开度和点火提前角,使得汽油机对外输出的扭矩稳定.将该系统应用于一台丰田8A FE16气门EFI汽油机,实验结果表明,研制的稀燃电控系统,达到了设计的要求.

鄂尔多斯盆地北缘砂岩型铀矿含矿砂岩中钛铁矿蚀变及其聚铀过程探讨

国内砂岩型铀矿含矿砂岩中普遍可见蚀变钛铁矿与铀矿物空间关系密切的现象,是国内砂岩型铀矿研究领域全新发现。为探讨砂岩型铀矿含矿砂岩中钛铁矿蚀变特征及其聚铀过程,本文选择鄂尔多斯盆地北缘砂岩型铀矿为例,通过镜下观察、扫描电镜、电子探针等精细微区分析手段对研究区含矿砂岩中蚀变钛铁矿与铀矿物空间赋存关系及对铀富集机理开展研究。研究结果表明,鄂尔多斯盆地北缘砂岩型铀矿含矿砂岩中钛铁矿主要沿其边缘、裂隙或靠近其核部等部位蚀变形成白钛石、含铀白钛石或锐钛矿;铀石呈毛刺状、微细柱状围绕锐钛矿或白钛石生长,或在钛铁矿蚀变空洞中形成大量呈针织状的铀石集合体,反映出钛铁矿-白钛石/锐钛矿-含铀白钛石-含钛铀石-铀石的矿物组合递变顺序;砂岩型铀矿中蚀变钛铁矿可通过吸附-自催化还原的方式造成铀富集沉淀,并可将蚀变钛铁矿的聚铀过程分为钛铁矿蚀变-铀吸附预富集(Ⅰ)与蚀变钛铁矿自催化还原铀成矿(Ⅱ)两阶段,其中蚀变钛铁矿吸附铀衰变过程产生β与γ射线为蚀变钛铁矿自催化还原聚铀提供了条件。

基于砂岩型铀矿中蚀变钛铁矿聚铀机理的含铀废水处理材料与方法研究

中国北方中新生代沉积盆地的砂岩型铀矿中,普遍发育蚀变钛铁矿(TiO_(2))与铀矿物空间赋存关系密切的现象,为放射性含铀废水处理材料与方法研究提供了新线索与地质依据。为提供一种可用于含铀废水处理的材料及方法,本文以鄂尔多斯盆地北缘砂岩型铀矿为例,通过砂岩型铀矿中蚀变钛铁矿与铀矿物空间赋存关系的分析,结合环境领域广泛应用的TiO_(2)光催化还原技术,提出了蚀变钛铁矿的吸附-催化还原聚铀机理,并结合实验研究进行验证。实验结果表明,纳米TiO_(2)不仅具有吸附与催化还原双重聚铀属性,还可叠加光照与铀衰变能催化还原的效果,达到含铀废水处理及铀资源回收的目的。因此,可将纳米TiO_(2)作为含铀废水处理的材料。