高比表面积TiO2的制备及其对锰负载催化剂性能的研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

no_x危害较大，主要是形成酸雨、光化学烟雾等^[1]；对人体直接性的危害也较大，可以引起呼吸系统、神经系统等病变^[2]。其来源主要是化学燃料的燃烧，包括燃煤电厂、工业锅炉、水泥行业以及机动车尾气等^[1]。

燃煤电厂是我国nox最主要的排放来源，约占总排放量的三分之一，我国的工业燃煤锅炉年煤炭消耗量占全国消耗总量的30％左右，其no_x 排放约占了全国排放总量的15％^[3]；2014年11月底，全国新增1.9亿千瓦燃煤机组实施脱硝和除尘改造，9576万千瓦燃煤机组脱硫设施实施增容改造；1.1万平方米钢铁烧结机安装烟气脱硫设施，1.9亿吨新型干法水泥熟料产能安装脱硝设施，但是总体任务还是十分严峻。在nox污染的治理方面经济发达国家开始得较早，技术比较先进，而我国由于起步较晚，nox的治理技术尚不成熟。针对我国国情，积极发展烟气脱销技术，将烟气脱销技术应用于实际，以降低燃煤电厂、工业锅炉及水泥厂等nox的排放量，满足环境的需求及经济发展的要求，将具有重要的社会、环境与经济的意义。

目前，根据脱硝原理，烟气脱硝一般可以分为选择性催化还原法（scr）^[4]，选择性非催化还原法（sncr）^[5]、液相吸收法^[6]、吸附法^[7]及气相氧化法^[8]等几种类型。现有脱硝技术中，高温scr技术已经比较成熟，以氨水、尿素等物质作为还原剂，在300~400℃的温度下将no_x还原成n₂. scr技术的核心是催化剂，催化剂的费用占到总脱硝费用的30~60％，现阶段已经工业化的主要是高温scr催化剂，其主要成分主要是v₂o₅/tio₂系列，包括v₂o₅-wo₃/t_io₂、v₂o₅-m_oo₃,其具有很高的催化活性，工业应用时no去除率可以迖到90％以上。但是在高硫高尘的环境下，催化剂容易中毒，严重影响活性与使用寿命。而且，由于空间与场地的限制，scr安装费用非常高^[9]。如果将催化剂置于脱硫除尘之后，将大大提高催化剂使用寿命和降低设备安装费用。但是由于水泥炉窑烟气和设备的特殊性，导致烟气温度较低（≤250℃），而目前能够具有很好低温催化活性的催化剂较少。因此，大力发展低温scr催化剂具有重要的应用价值。

2. 研究的基本内容与方案

基本内容及目标：

本实验通过探索催化剂的合成条件及制备工艺，获得高比表面积tio₂，然后通过负载mno_x制备出具有较大比表面积的mn/tio₂催化剂，并最终提高催化剂的低温脱硝活性；学习并掌握相关的表征手段，对催化剂的组成、结构和性能等进行相关分析，并探索研究不同比表面积的载体对催化剂脱硝活性的影响规律。

技术方案：

3. 研究计划与安排

第1-2周：资料检索，收集，初步确定实验方案，完成开题报告；

第3-6周：制备出不同工艺条件下的载体tio₂试样，并对其进行负载mno_x以制备出mn/tio₂催化剂；

第7-10周：测定不同工艺条件下试样的性能参数；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 代丽丽. 大型燃煤电站用scr烟气脱硝催化剂发展概况[j]. 现代技术陶瓷, 2009 19-22.

[2] k.c. taylor. nitric-oxide catalysis in automotive exhaust systems[j]. catalysis reviews: science and engineering 1993, 35(4): 457-481.

[3] 孙科, 刘越, 莫建松. mn/tio₂基低温scr脱硝催化剂成型工艺及性能的研究[d]浙江大学, 2013: 15-16.