“挑战杯”申报书填写参考范本(科技发明制作
A
类)
项目名称?/p>
原位生成碳化硅纳米纤维及其对材料性能影响的研?/p>
第十二届
?/p>
挑战?/p>
?/p>
作品
小类?/p>
能源化工
大类?/p>
科技发明制作
A
?/p>
简介:
我们开发一条合成单晶纳米复合氧化物
La2CuO4
纤维的路线。自制碳纳米管为模板,利用水?/p>
合成法在温和条件下(
60oC
)合成出纳米
La2CuO4
单晶纤维,其比表面积达到
105 m2/g
,组
成为
La2Cu0.882+ Cu0.12+O3.94
?/p>
?/p>
12%Cu +
,也有氧空位,并显示出优越的低温
NO
?/p>
解和甲醇水蒸气重整制
CO2
和氢气的催化活性?/p>
详细介绍?/p>
氮氧化物
NOx
?/p>
NO, N2O
等)是最严重的空气污染物。它们是致癌的化学气体、是酸雨的主
要成分、也是比二氧化碳更严重的温室气体。普遍产生于各种燃烧过程、发电厂、冶炼厂、汽
车尾气、高空雨云闪?/p>
,
、化工厂(特别是硝酸生产)等。近年来
,
我国各种汽车数量猛增
,
?/p>
气排放正在逐年上升
,
机械性能较差的或使用年限已较长的发动机尾气中?/p>
NOx
浓度要更高?/p>
国家对汽车尾气的排放要求越来越高。所以研制高效氮氧化物分解催化剂?/p>
DeNOx
)非常迫切?/p>
虽然从热力学的角度来看,
氮氧化物直接分解的产?/p>
N2
?/p>
O2
比氮氧化物稳定,
应该容易进行?/p>
但事实上由于中间态的复杂和对氧物种的敏感,氮氧化物必须在高选择性的催化剂上才能分解
?/p>
N2
?/p>
O2
?/p>
所?/p>
DeNOx
一直是环境催化领域里最重要的课题之一?/p>
最理想的催化剂是能将氮
氧化物直接分解为氮气和氧气而不需要添加其它化学物。但是理想的氮氧化物直接分解催化?/p>
研究进展缓慢?/p>
故不得不加入还原?/p>
(CO, H2, NH3, CnHm)
?/p>
促进
NO
的分?/p>
?/p>
Selective catalytic
reduction--SCR
?/p>
?/p>
目前氮氧化物直接分解催化剂存在的困难是催化剂只有在高温时才有较高?/p>
活性。常见的直接
DeNOx
催化剂有
: Cu-ZSM-5,
钙钛石或类钙钛石型复合氧化物?
La1−xSrxMO3−?nbsp;(M = Co, Ni, Cu), La(Ba)Mn(In)O3, Ag/La0.6Ce0.4CoO3, CeO2
?/p>
Pr6O11
稀
土氧化物
,
负载型贵金属
Pt/Al2O3
。绝大部分催化剂只有?/p>
600oC
以上才显示较高的活性,所
以在高温下(
800 oC
左右)才能工作(汽车尾气净化器必须安装在很靠近发动机部位,拆卸?/p>
杂)
?/p>
究其原因
:
无论是在贵金属催化剂上,
还是在钙钛石型催化剂上,
或是?/p>
分子?/p>
ZSM-5-Cu
上,
氧物种与
NO
存在竞争吸附?/p>
且氧物种在低温下不易脱附?/p>
在氧物种存在?/p>
NO
极易转化?/p>
NO2
?/p>
O+ NO = NO2
?/p>
?/p>
我们研究?/p>
NO
的分解过程:
2NO
?/p>
(NO)2
?/p>
N2O2
?/p>
N2O + O
?/p>
N2
+ 1/2O2
?/p>
若氧能及时脱附,
就能促使反应向右边进行;如果氧不容易脱附,则使反应易向左
边进行。在目前?/p>
DeNOx
催化剂上,氧的脱附都是在
600oC
以上才能进行。这是催化剂为何
在高温才有活性的主要原因之一,贵金属催化剂成本太高。在非贵金属元素中,铜元素是对氮
氧化物最有活性的催化组分?/p>
机理研究证明?/p>
NOx
在铜催化剂上的分解与催化剂中
Cu+
?/p>
Cu2+
之间的氧化还原相互耦合。保持一定比例的
Cu+
是关键?/p>
在一般的氧化物和担载催化剂上?/p>
Cu2+
?/p>
Cuo
都比较容易稳定,?/p>
Cu+
则不宜得到。在具有特定晶体结构的含铜氧化物中可
以通过氧缺陷的存在和掺杂高价态元素来稳定
Cu+
。在类钙钛石型催化剂
La2CuO4
中,氧缺
陷的存在
La2(Cu+)β(Cu2+)αO4
-
δ {β + 2
α +6 = 2 (4
-
δ)
?/p>
α+β=1}
或通过掺杂
Ce4+
可以