低温钒钛系SCR脱硝催化剂改性研究的任务书.docx

低温钒钛系SCR脱硝催化剂改性研究的任务书
任务书
题目：低温钒钛系SCR脱硝催化剂改性研究
一、研究背景
随着人们对环境保护要求的不断提高，多年来，大气污染一直是世界各国的重点关注和研究内容之一。作为大气污染主体之一，NOx是引起酸雨、光化学臭氧、颗粒物和温室效应等问题的主要来源之一。NOx的脱除工艺中，基于选择性催化还原（SCR）的技术发展越来越迅速，是NOx脱除技术中优秀的选择。在常温下NOx的脱除效率相对较低，因此低温SCR技术开发具有重要意义。低温SCR技术以其高效脱除NOx、操作稳定、设备简单、成本低廉等优点而逐渐受到人们的重视。
催化剂是SCR技术的核心部分，选择合适的催化剂和催化剂改性技术可以大幅度提高低温SCR技术的脱硝效率。目前，低温SCR催化剂主要包括4种类型：TiO2、WO3、MnOx、V2O5，其中，基于V2O5-TiO2催化剂的低温SCR技术在取得较好效果的同时还具有较低的成本。本研究旨在针对V2O5-TiO2催化剂的一些问题，通过改性技术来提高催化剂的反应性能，提高低温SCR技术的脱硝效率。
二、研究目的
通过改性技术来提高V2O5-TiO2催化剂的反应性能，研究低温SCR技术中催化剂改性的可行性与效果，从而提高低温SCR技术的脱硝效率和稳定性。具体目标如下：
1.通过合成方法、气相浸渍和溶胶-凝胶法等常见技术对V2O5-TiO2催化剂进行改性，比较不同改性方式对催化剂的结构、物理化学性质和脱硝性能的影响。
2.研究催化剂的物理化学性质，包括热性能、表面物理结构、酸碱性等方面的变化，并与未改性催化剂进行对比分析，从而探讨改性技术对催化剂性质和反应性能的影响机理。
3.在水蒸气及SO2等模拟气体环境条件下，对催化剂的脱硝选择性、反应活性进行测试，并对比分析各种改性催化剂的脱硝效果和稳定性，综合评价不同改性方式的优劣。
三、研究内容
1.合成方法、气相浸渍和溶胶-凝胶法等常见改性技术的对比分析
2.应用适当的测量方法，对所制备的催化剂进行了表征和物性测试，如热重分析、X射线衍射、恒流量氮吸附等，探索改性工艺对催化剂结构、形貌、晶型以及催化性能的影响。
3.在自制的低温SCR反应装置中，通过实验室条件下低温范围内模拟真实燃煤烟气，研究催化剂脱硝效果及性能，考察实际生产中的稳定性。
四、研究方法
1.合成方法：采用常见的合成方法、气相浸渍和溶胶-凝胶法对V2O5-TiO2催化剂进行改性，得到不同改性方式催化剂。
2.物性测试：采用热重分析、X射线衍射和恒流量氮吸附等实验方法对催化剂进行物性测试。
3.脱硝测试：将改性催化剂放入反应装置中，模拟真实燃煤烟气环境条件进行反应实验，测试不同催化剂脱硝效果和稳定性。
五、预期结果
本研究旨在通过不同改性技术对V2O5-TiO2催化剂进行改良，提高低温SCR技术中催化剂的适应性、反应性和选择性，达到提高低温SCR技术脱硝效率和稳定性目标。预期结果包括：
1.通过不同改性技术获得一系列催化剂，并比较它们在催化剂表面性质和性能方面的差异。
2.对比不同催化剂在环境条件下的脱硝效果和催化剂的稳定性，进一步理解改性技术对催化剂催化性能的影响机理。
六、研究意义
本研究的意义主要在于：
1.通过改良和优化V2O5-TiO2催化剂的性质，提高低温SCR技术的脱硝效率，为环境保护工作做出一定贡献。
2.通过对催化剂改良的深入研究，为低温SCR技术的发展提供新的思路和方法。
3.本研究可为相关产业提供有价值的技术支持和指导，推动低温SCR技术的产业化发展。
七、进度计划
第1-2个月：文献调研和方案制定
第3-5个月：催化剂制备和物性测试
第6-9个月：脱硝反应测试
第10-11个月：统计分析数据和撰写论文
第12个月：提交论文
八、参考文献
[1]方立,朱宗润,段玲玲.钒钛催化剂改性技术及在脱氮中的应用研究进展[J].大气科学,2009,33(6):1055-1061.
[2]吴益松,李志斌,李琦,等.钒钛催化剂特性及其在选择性催化还原脱硝技术中的应用[J].化工学报,2017,68(11):4459-4468.
[3]赵忠,许娟,郭建新,等.钛系催化剂在选择性催化还原脱硝上的研究进展[J].化学进展,2015,27(7):1243-1251.
[4]沈军,吴益松,刘志平,等.钒钛系催化剂改性及其在选择性催化还原脱硝上的应用研究进展[J].化学进展,2014,26(1):57-72.